Una campanya global de Gaia revela els secrets d'un sistema estel·lar binari

Josep Manel Carrasco, astrònom i  investigador de l'ICCUB-IEEC, és un dels autors de l'estudi. 

La brillantor de l’estrella, situada a la constel·lació de Cygnus, va ser detectada per primer cop l’agost de 2016 a través del programa d’alertes de la missió Gaia. Aquest sistema d’alertes escaneja diàriament les dades que capta Gaia, i alerta els astrònoms sobre l’aparició de noves fonts de llum o la variació inusual en la brillantor d’aquelles fonts ja conegudes, que poden incloure explosions estel·lars o supernoves. D’aquesta manera, els investigadors hi poden dirigir els telescopis per estudiar-les en profunditat– tant els situats a la superfície terrestre com d’altres que es troben a l’espai.

En aquesta ocasió, el sistema d’alertes avisava d’un canvi inusual en la brillantor d’una de les fonts de llum. Per a estudiar aquest canvi, es van realitzar observacions des de més de 50 telescopis arreu del món. Aquestes observacions van revelar que la font de la brillantor, anomenada Gaia16aye, era un sistema binari d’estrelles força petites, amb masses de 0.57 i 0.36 vegades la del nostre Sol. Aquestes dues estrelles, separades per una distàncies dues vegades la del Sol a la Terra, orbiten al voltant del seu centre de massa en menys de 3 anys.

L’investigador que ha liderat l’estudi és Lukasz Wyrzykowski, de l’Observatori Astronòmic la Universitat de Varsòvia. Ell i el seu equip es van adonar que la brillantor detectada es devia a un efecte anomenat microlensing gravitacional. Aquest efecte, predit a la teoria general de la relativitat d’Einstein, és causat per la curvatura o doblegament d’objectes propers entre ell i molt massius, com estrelles o forats negres. Quan un objecte així de massiu passa per davant d’un altre que es troba més lluny, la seva gravetat doblega el teixit de l’espai-temps al seu voltant, i això provoca una distorsió del patró de raigs de llum – com si fos un vidre gegant amplificador.

Gaia16aye és el segon fenomen de microlensing gravitacional detectat per Gaia. Però els investigadors hi van veure un comportament estrany. “Si hi ha una sola lent causada per un sol objecte, apareix un petit increment estable de la brillantor que després va disminuint a mesura que l’objecte es mou, passa per davant de la font distant de llum, i s’aparta” diu Lukasz. “En canvi, en aquest cas la brillantor va disminuir de manera nítida. I el més inusual és que al cap d’un parell de setmanes, va tornar a incrementar.” Durant els 500 dies d’observació, els investigadors van veure un increment i posterior disminució fins a cinc vegades. Aquest patró és el que els va convèncer que es tractava probablement d’un sistema binari, un parell d’estrelles o objectes rotant i enllaçats mútuament a través de la seva gravetat.

L’astrònom Josep Manel Carrasco coordina la participació de l’Observatori Astronòmic del Montsec al programa d’alertes de Gaia. En aquesta ocasió, l’Observatori va contribuir a les observacions captades a través del telescopi Joan Oró, aportant més de dues mil observacions – el 9% de els dades fotomètriques totals. En Josep Manel explica, “La detecció de sistemes binaris a través del microlensing gravitacional com Gaia16aye ens permet conèixer la massa de sistemes binaris i els paràmetres orbitals fins i tot per a objectes febles. El mateix mètode utilitzat en aquest cas per a Gaia16aye es pot aplicar en el futur per descobrir nous sistemes múltiples, independentment de quina sigui la massa dels objectes, podent-ho aplicar, doncs, per poder descobrir tant cossos poc massius (planetes) com molt massius (forats negres), invisibles per als telescopis òptics.”

Podeu llegir la a de premsa en anglès a la pàgina web de l’Agència Espacial Europea i l’article original a la revista Astronomy & Astrophysics.