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Imagen cortesía de A. Cameron, M. Jardine y K. Wood, Universidad de St Andrews.
Manchas Estelares
¡En años recientes los astrónomos han logrado detectar "manchas estelares" en estrellas distantes!. Similares a las manchas solares, que con frecuencia aparecen en la "superficie" de la estrella más cercana, nuestro Sol, las manchas estelares son regiones relativamente frías y oscuras que aparecen sobre las "superficies" de algunas estrellas. Aún cuando las estrellas se encuentran demasiado lejos de nosotros como para poder verlas directamente, como hacemos con el Sol, los astrónomos han desarrollado técnicas para "mapear" indirectamente la superficie de algunas estrellas y, en el proceso, se las han ingeniado para detectar manchas estelares.
Las teorías de evolución estelar indican que nuestro Sol giraba más rapidamente y era mucho más activo cuando era joven. Aparentemente, la formación de manchas solares es el resultado de lo intrincado de los campos magnéticos del Sol, consecuencia de la rotación del Sol. Los astrónomos creen que el joven Sol de rápida rotación tenía más cantidad de manchas solares y era más activo. Los astrofísicos estelares también creen que las estrellas jóvenes que giran rapidamente (especialmente las que se parecen a nuestro Sol cuando era jóven), son propensas a desarrollar gran número de manchas estelares. Observaciones recientes parecen respaldar esta teoría acerca de las manchas estelares.
El Sol tiene aproximadamente 5 mil millones años de edad y rota una vez cada 25 días. Se ha "observado" que la mayoría de las estrellas donde se han visto manchas estelares (en breve les explicaremos al respecto) son jóvenes y rotan rapidamente. La estrella AB Doradus tiene un período de rotación de sólo 12.4 horas (gira, aproximadamente, ¡50 veces más rápido que el Sol!) y tiene sólo 30 millones de años de edad. Otra estrella observada es EK Draconis, que gira cada 2.7 días, y tiene 100 millones de años de edad. Una tercera estrella donde se han detectado manchas estelares es Kappa Ceti, tiene entre 650 y 750 millones de años de edad, y gira una vez cada 9.2 días. Los potentes campos magnéticos que generan manchas solares en las estrellas jóvenes podrían ser restos de los campos magnéticos incrustados en las nubes protoestelares, de donde se condensaron las estrellas.
Cierto tipo de sistema de estrella binario (estrellas dobles) parece tener manchas estelares en una o ambas estrellas. Este es particularmente el caso de binarios cuyas órbitas se encuentran una muy cerca de la otra, y pueden ser resultante de interacciones entre ambas estrellas. El sistema binario de VW Cephei es un caso notable, en una de las estrellas las manchas cubren casi el 66% del área de la superficie, y en la otra cubre un 55%, ambas estrellas parecen tener grandes manchas en sus polos.
Algunas estrellas tienen tantas manchas, o posiblemente unas muy grandes que a medida que rotan se tornan hasta un 20% más brillantes a medida que el lado manchado pasa por el lado que se ve desde Tierra. La estrella gigante roja, HD 12545, tiene una verdadera mancha estelar gigantezca. La gran mancha cubre un 11% de toda la superficie de la gigante estrella, la cual tiene un radio de 11.4 veces el tamaño del Sol. Esta gigante mancha elíptica tiene dimensiones de, aproximadamente, 12 por 20 radii solares y cubre un área aproximada 10 000 veces mayor a la más grandes de las manchas solares que se hayan observado en el Sol.
Las estrellas están tan distantes que aún observadas a través de grandes telescopios, son demasiado pequeñas para poder ver las manchas estelares directamente. Entonces, ¿cómo pueden los astrónomos "observar" las manchas solares?. En el caso de los sistemas binarios, los astrónomos realizan repetidas observaciones durante eclipses de una estrella con otra. A medida que la luz varía cuando una estrella pasa frente a la otra, los científicos pueden inferir el brillo relativo de la porción oculta de la estrella eclipsada. Eventualmente, muchas, muchas repeticiones en las observaciones de tales eclipses conllevaron a un mapa tentativo del brillo de la superficie de ambas estrellas, lo cual nos permite "ver" indirectamente los patrones de manchas sobre las estrellas.
Se requiere de un enfoque diferente para poder observar las manchas de una estrella única. Las tecnología de las imágenes "Doppler" se basa en la rotación rápida de estrellas jóvenes, así como de la diferencia en la absorción del espectro de una mancha solar más fría y más oscura, en comparación con las regiones sin manchas de la fotosfera de una estrella, a fin de crear un mapa de la superficie de la estrella. A medida que la estrella gira, muestra sus manchas hacia y lejos de nosotros, quedan en y fuera de vista (a medida que da la vuelta al lado opuesto de la estrella), lo cual produce fluctuaciones menores en el espectro de la estrella, esto permite a los científicos poder hacer un mapa de los tamaños y ubicación de las manchas estelares. Una tercera técnica es la de imágenes de Zeeman-Doppler, esta extiende el enfoque de imágenes de Doppler. El potente campo magnético de las manchas estelares alteran la polarización de luz que es emitida desde las regiones de las manchas estelares, las cuales, a medida que la estrella rota, dan orígen a variaciones en el espectro estelar. Una vez más, a medida que la estrella rota, las cuidadosas observaciones de los cambios de estos espectros característicos hace que las manchas solares queden en y fuera de vista, esto conlleva a mapas de manchas solares de estrellas distantes.
Así como el número y ubicación de las manchas estelares varía en el curso del ciclo de manchas solares , algunos astrónomos están comenzando a estudiar variaciones similares en el conteo y ubicación de las manchas estelares de ciertas estrellas. ¡Algunos investigadores se las han ingeniado incluso para generar diagramas mariposa de las variaciones de los patrones de manchas estelares de la estrella LQ Hydrae!
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