Detectadas por primera vez hace más de cuatro siglos, las estrellas altamente evolucionadas conocidas como variables Mira llevan mucho tiempo olvidadas desde el punto de vista observacional por la mayor parte de la comunidad astronómica profesional. Sin embargo, decenas de astrónomos aficionados siguen buscándolas y registrando su brillo variable.
Se cree que tenían una masa inicial de entre dos y cuatro masas solares, pero hace tiempo que las Miras abandonaron la denominada secuencia principal de combustión de hidrógeno y entraron en una fase final de gigante roja.
Aún así, la naturaleza exacta de su variabilidad visual sigue siendo desconocida. Pero los astrónomos mantienen la esperanza de descifrar sus misterios. Para ello, en un artículo que acaban de presentar en San Diego en el Taller de Cambridge sobre el Sol y las Estrellas Frías, el astrónomo del Observatorio Lowell, Gerard van Belle, y sus colegas, detallan un nuevo conjunto de datos sobre unas 100 de estas extrañas estrellas.
Disponemos de este conjunto de datos de archivo que se recogieron aproximadamente entre 1998 y 2008 en el Interferómetro del Banco de Pruebas de Palomar, en California", me dijo por teléfono van Belle, autor principal del artículo y Director Científico del Observatorio Lowell en Flagstaff, Arizona. “También tengo un pequeño telescopio aquí en Mars Hill, donde recientemente estuvimos observando estas variables Mira”, dice.
La microfase variable de las estrellas Mira las hace perder cantidades significativas de masa.
“Pierden aproximadamente una millonésima parte de la masa del Sol cada año”, señala van Belle. “Y si la estrella se encuentra en esta fase durante un millón de años, perderá aproximadamente una millonésima parte de la masa solar en ese periodo de tiempo”, afirma.
La primera Mira, que en latín significa "maravillosa", fue avistada por el astrónomo aficionado holandés David Fabricius en 1596, mucho antes que existiera el primer telescopio. Fabricius pensó en un principio que la estrella Omicron Ceti, situada a unos 424 años luz en la constelación de Cetus, era simplemente una nova. Es decir, una estrella que suele mostrar un breve aumento temporal y único de su brillo.
Pero se tardó unas cuatro décadas en determinar que esta inusual estrella tenía tanto una luminosidad variable como una periodicidad, o patrón de repetición.
“Las estamos viendo realmente en sus últimos millones de años de vida”, dice van Belle.
La clave para observar las estrellas Miras es captarlas en el momento justo, ya que solo permanecen en esta breve fase de su evolución durante aproximadamente un millón de años. Por lo tanto, sin la ayuda de aficionados dedicados a detectarlas, los astrónomos profesionales como van Belle y sus colegas sabrían aún menos sobre estas estrellas variables.
“En el transcurso de un año, las Miras pueden pasar de ser la estrella más brillante que se puede ver a simple vista a ser la estrella más tenue que se puede ver a simple vista”, indica van Belle.
“Como progenitora de toda esta clase de estrellas Mira, Omicron Ceti fue observada por los astrónomos durante los últimos 400 años. Es mucho más tiempo que la mayoría de las cosas que estudiamos en astronomía, y eso nos da una idea de cómo se comportan estas cosas durante largos periodos de tiempo", detalla.
¿Cuál es la causa de las pulsaciones variables y periódicas de las estrellas Mira?
El mecanismo exacto de pulsación sigue siendo una incógnita, aunque las explicaciones incluyen el llamado mecanismo de opacidad Kappa.
“Con el mecanismo Kappa algo se ioniza”, dice van Belle. La ionización es el proceso por el cual un átomo gana o pierde un electrón y se carga eléctricamente. “En el caso de Miras, se planteó la hipótesis que podría tratarse de átomos de hidrógeno, o tal vez de moléculas de polvo”, completa.
“En todos los casos libera electrones. Los electrones son excelentes para bloquear la radiación, lo que hace que estas estrellas se hinchen y se enfríen. Este enfriamiento hace que los electrones se recombinen, lo que, a su vez, hace que se detenga el bloqueo y que la estrella reduzca su tamaño. Esto provoca su pulsación observada”, señala y completa: “La periodicidad general está causada por el mecanismo de pulsación, sea cual sea”.
Sin embargo, para los astrónomos profesionales, la observación de las Miras es algo parecido a la construcción de una catedral astronómica.
“Las Miras son una pesadilla de estudiar; su física es inescrutable”, dice van Belle. "El periodo variable de estas estrellas es de aproximadamente un año, por lo que si se desea observarlas durante 10 ciclos, se está fuera del alcance de la mayoría de las propuestas de subvención. Y como la física implicada es tan extraña, la mayoría de los teóricos que hacen modelos estelares ni siquiera piensan en este tipo de estrellas”, indica.
“En el transcurso de un año cambian de esta forma tan esencial. Es desconcertante y molesto para la mayoría de los modeladores estelares!. Por lo tanto, siguieron siendo un reto y, a la vez, se descuidaron debido a ese reto", completa van Belle.
¿Qué se sabe?
En unos pocos millones de años, sus envolturas exteriores se convertirán en nebulosas planetarias, envolturas brillantes y en expansión de gas y polvo que son expulsadas de estrellas gigantes rojas que se acercan al final de sus vidas, señala la Agencia Espacial Europea. Sus núcleos, a su vez, se convertirán en enanas blancas (o núcleos estelares remanentes).
Los astrónomos aficionados siguen siendo la clave de este esfuerzo.
“A los aficionados se les da muy bien encontrarlas, por lo que se conocen unas cuantas docenas en cada constelación”, afirma van Belle, quien señala que se pueden descargar fácilmente décadas de observaciones de estos científicos ciudadanos para su posterior análisis.
¿Cómo cambió nuestro conocimiento de estas variables en los últimos treinta años?
"La aguja no se movió mucho; la gente todavía no tiene muy claro cuál es el mecanismo de pulsación", dice; aunque reconoce que ahora disponemos de herramientas más nuevas y sofisticadas, estos retos pueden estar al alcance de la mano.