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Más precisión en la determinación de parámetros estelares

Un grupo de trabajo del Instituto de Ciencias Astronómicas, de la Tierra y del Espacio, del CONICET, logró la máxima precisión en medición de parámetros estrellas, algo fundamental en la astrofísica.


Equipo ICATE. Foto: gentileza investigador.
Equipo ICATE. Foto: gentileza investigador.

Los parámetros de las estrellas juegan un rol fundamental para la comprensión de distintos problemas relacionados con la Astrofísica Estelar. Los científicos hacen un esfuerzo constante para mejorar la precisión en la determinación de estos valores que luego se usan en muchos otros cálculos, como de la masa estelar, la edad, el radio estelar y la composición química detallada de las estrellas.

Un grupo de trabajo, liderado por Carlos Saffe, investigador adjunto del CONICET en el Instituto de Ciencias Astronómicas, de la Tierra y del Espacio (ICATE, CONICET-Universidad Nacional de San Juan), desarrollaron un método espectroscópico que supera en precisión a los que se conocen hasta el momento, y fue presentado en la revista especializada Astronomy & Astrophysics.

Para la determinación de parámetros fundamentales, hasta el momento lo que se utiliza es el llamado modelo escalado al Sol, es decir que se hace una simulación de la atmósfera de una estrella y se supone luego que la composición química de esa estrella tiene una cierta relación de escala o de proporción respecto a la del Sol.

“Por ejemplo, si evalúo algunos elementos químicos como podrían ser Titanio y Calcio, y observo que en el Sol existe el doble de Titanio que de Calcio, entonces para otras estrella supongo también que van a guardar la misma proporción, o sea van a tener el doble de Titanio que de Calcio”, explica Saffe, que dirige el grupo de trabajo del ICATE.

En esta búsqueda de mayor precisión, los investigadores del Instituto se propusieron hacer algo más cercano a la realidad: “Redeterminamos el patrón químico para que sea lo más parecido al verdadero patrón de la estrella y con esto volvemos a calcular los parámetros (esto se llama iteración). El primer paso en nuestro método es similar al caso clásico, partiendo de un modelo escalado al Sol y así calculamos la composición química. Luego re-calculamos todo, pero sin suponer que la composición de la estrella esta escalada al Sol si no que utilizamos el verdadero patrón de la estrella, mediante una doble iteración”.

Así el resultado de este nuevo modelo acerca a los científicos a unos de los mayores desafíos de la astrofísica. “La búsqueda nos lleva a una detección más precisa de la posible marca química del proceso de formación de planetas”.

“Los parámetros fundamentales de la estrella son cuatro: la temperatura efectiva, la gravedad superficial, la metalicidad y la velocidad de microturbulencia. Son parámetros muy importantes que caracterizan a las estrellas, por eso se los llama fundamentales”, explica Saffe y agrega: “Nuestro nuevo método utiliza la composición química detallada de la estrella y no sólo la metalicidad, que es un indicador más bien global. Esto también nos permitirá mejorar, además, la precisión en la determinación de parámetros de planetas que pudieran orbitar alrededor de aquéllas”, agrega.

Trabajo de larga data

En el año 2015 el programa FUNDPAR, -que se utiliza desde 2011 junto a otros algoritmos para el cálculo de parámetros estelares- fue mejorado mediante la aplicación de la llamada técnica diferencial línea-por-línea, que permite la determinación de parámetros de precisión con respecto a una estrella de referencia.

El nuevo procedimiento fue implementado en las computadoras del ICATE, aunque los autores indican que el código es libre y se otorgará acceso a todos aquellos autores que así lo requieran.

Sobre investigación:

C. Saffe ICATE, UNSJ
M. Flores becario posdoctoral. ICATE, UNSJ
P. Miquelarena, UNSJ.
F. M. López ICATE, UNSJ.
M. Jaque Arancibia ICATE, UNSJ Y Universidad de la Serena, Chile.
A. Collado ICATE, UNSJ
E. Jofré Observatorio Astronómico de Córdoba.
R. Petrucci Observatorio Astronómico e Córdoba, CONICET.