Las curvas de luz de la estrella KIC 8462852 observadas por Kepler

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La semana pasada la estrella KIC 8462852 ha copado titulares y tertulias. Esferas de Dyson, civilizaciones alienígenas y la incertidumbre propia de la interpretación de las señales observadas por el telescopio espacial Kepler de la NASA. Situada a unos 1.500 años luz de la Tierra, su curva de luz presenta reducciones de hasta un 22% del brillo de la estrella, que se presentan de forma irregular. Similares a las señales ofrecidas por los discos protoplanetarios en las estrellas jóvenes, o bien esta estrella no es tan vieja como parece, o bien ha ocurrido un evento catastrófico que ha producido un disco de escombros, quizás restos de colisiones entre cometas.

Quizás conviene repasar lo que sabemos sobre esta estrella. El artículo es T. S. Boyajian et al., “Planet Hunters X. KIC 8462852 – Where’s the Flux?,” arXiv:1509.03622 [astro-ph.SR]. Recomiendo leer a Daniel Marín, “La misteriosa estrella KIC 8462852,” Eureka, 14 Oct 2015, y a Santiago Campillo, “¿Qué explicaciones hay tras la misteriosa estrella que parece habitada?,” Hipertextual, 20 Oct 2015. También Kelly Beatty, “The Curious Case of KIC 8462852,” Sky & Telescope, 20 Oct 2015.

PS [25 Jan 2016]: Las últimas noticias sobre el tema en Maddie Stone, “How Astronomers Will Solve the ‘Alien Megastructure’ Mystery,” Gizmodo, 21 Jan 2016. Se destaca el artículo de Bradley E. Schaefer, “KIC 8462852 Faded at an Average Rate of 0.165+-0.013 Magnitudes Per Century From 1890 To 1989,” arXiv:1601.03256 [astro-ph.SR].

Dibujo20151026 flux time series KIC 8462852 showing different portions of the 4-year Kepler observations

Kepler ha estudiado durante unos 4 años un campo de unas 150.000 estrellas en una región del cielo entre las constelaciones del Cisne y la Lira. Toma una imagen cada 30 minutos. Las variaciones del brillo aparente de cada estrella permiten detectar planetas, discos protoplanetarios e, incluso, manchas estelares. Los datos son públicos y el proyecto de astrónomos aficionados Planet Hunters busca exoplanetas mediante el estudio a simple vista de las curvas de luz. El proyecto Planet Hunters ha descubierto unos cien candidatos a exoplanetas. Cuando se analizan las curvas de luz a simple vista se pueden detectar casos exóticos que son descartados por los estudios automáticos mediante ordenador.

La curva de luz de la estrella KIC 8462852 es extraña, interesante, exótica. Esta estrella de magnitud aparente ~12 muestra un brillo casi constante con una caída (un tránsito) de casi un 15% cerca del día 800 (entre los días 788 y 795) y una serie de caídas de brillo tras el día 1500 (entre los días 1510 y 1570), la mayor es enorme, de casi el 22%. Llamaremos a estos sucesos D800 y D1500.

Dibujo20151026 d800 d1500 dips KIC 8462852 Kepler observations

La curva de luz muestra pequeñas fluctuaciones con un periodo de 0,88 días (1,14 ciclos/día), lo que se deduce del análisis espectral del brillo mediante transformada de Fourier. Estas pequeñas variaciones son típicas en las estrellas observadas por Kepler. En este caso, para una estrella de tipo espectral F, implican una velocidad radial de 84 ± 4 km/s, una temperatura efectiva de 6584 ± 279 K, y un radio de 1,46 Rs (radio del Sol). También se observa una variación periódica con periodo entre 10 y 20 días.

El espectro de la estrella se ha observado usando el espectrógrafo FIES montado en el telescopio de 2,56 m NOT (Nordic Optical Telescope) del Observatorio Roque de los Muchachos en La Palma, Islas Canarias, España. Según el espectro la temperatura efectiva de la estrella es 6750 ± 140 K y su velocidad radial de 84 ± 4 km/s, implicando un radio de 1,58 Rs, una masa de 1,43 Ms (masa solar) y un tipo espectral F3.

La figura que abre esta entrada muestra que cerca de la estrella KIC 8462852 hay otra estrella de tipo espectral M2 con una masa 0,4 Ms. No se sabe aún si forman un sistema binario, pero parece estar alejándose a unos 10 km/s. En dicho caso, si nuestra línea de visión fuera exactamente perpendicular a dicha trayectoria, ambas estrellas estuvieron muy cerca hace unos 400 años.

Dibujo20151026 sed for KIC 8462852

Para conocer en más detalle la naturaleza de la estrella KIC 8462852 se puede usar su distribución espectral de energía (SED). Esta técnica permite saber si la estrella es joven o vieja, y si tiene un disco protoplanetario. Como muestra esta figura, los datos espectrométricos para longitudes de onda entre 0,15 y 3, 6 μm se ajustan muy bien a las predicciones teóricas para una estrella de su tipo espectral. No hay emisión infrarroja que se pueda asociar a una disco de materia caliente. Por supuesto, no se puede descartar la existencia de un disco de escombros frío o templado, siempre que sea tenuo.

¿Hay otras estrellas parecidas a estrella KIC 8462852 en el campo de estudio de Kepler? Un estudio sistemático por ordenador indica que se trata de un caso excepcional. ¿Cuál puede ser la explicación de su curva de luz? Siendo las tránsitos aperiódicos y dado la gran complejidad del suceso D1500 encontrar una interpretación fiable es muy difícil, casi imposible. Se descarta que se trate de un error sistemático o instrumental.

Dibujo20151027 size vs pericenter parameter space high eccentricity

La astrónoma Tabetha S. Boyajian (Univ. Yale, EEUU) y sus colegas proponen que se están observando objetos con órbitas muy excéntricas en proceso de colisión, produciendo gran cantidad de polvo y escombros. Por pura serendipia Kepler ha observado este fenómeno tan excepcional. Caso de que esta hipótesis fuera confirmada el origen más plausible para la señal observada sería cometario. Un cometa en proceso de fragmentación o una nube de cometas con algunos en colisión mutua. Hay simulaciones numéricas que proponen este proceso y parece que podrían explicar la curva de luz observada. Sin embargo, la ausencia de un exceso en la señal de infrarrojos va en contra de esta explicación. Otros escenarios astrofísicos parecen menos razonables, pero no se pueden descartar.

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En resumen, se requieren futuros estudios para dilucidar la explicación de las curvas de luz observadas por Kepler en la estrella KIC 8462852. La explicación más razonable está asociada a una familia de exocometas. Quizás una lluvia de exocometas provocada por el paso de la estrella compañera que se ha observado muy cerca. Aunque el proyecto SETI esté interesado en esta estrella, con toda seguridad los hombrecillos verdes no son la explicación correcta de la señal observada.

PS [25 Nov 2015]: Recomiendo leer a Bob King, “Do Comets Explain Mystery Star’s Bizarre Behavior?” Universe Today, 25 Nov 2015.

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El telescopio espacial Spitzer de la NASA ha estudiado en luz infrarroja la estrella KIC 8462852. No ha observado la señal esperada para un nube de cometas alrededor de esta estrella. Si el origen de la señal observada es cometario, la única explicación es que los cometas (que describen órbitas muy elípticas) ya se han alejado de esta estrella. Futuros estudios tendrán que clarificar la situación actual de la señal observada por el telescopio espacial Kepler de la NASA. Pero todo apunta a que debe haber desaparecido.


12 Comentarios

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Hector04

Todo mi apoyo moral a las Esferas de Dyson, aunque los mas probable sea lo que leemos e imaginamos magníficamente aquí no puedo dejar pasar la emoción que me causó que sea considerada tal posibilidad y la valentía de quien la postuló, fomentar el pensamiento diverso y cierta cuota de especulación es necesario, Después, con datos duros, todos son generales, pero los actos de valentía quedan.

VíctorVíctor

Hola Francis, interesante artículo, al hilo de lo que con mayor sensacionalismo del deseado se ha podido leer y escuchar estos días…

Un detallito de redacción: escribes ” En su caso, el origen de la señal sería cometario.” Entiendo que falta algo en esta frase…

Saludos

U-95U-95

Más que esfera de Dyson puede que hubiera que hablar de “enjambre de Dyson”, con los cuerpos formando un anillo alrededor de una estrella separados entre ellos (no como el Mundo Anillo de Niven). Desde luego que sea algo natural es mucho más probable que algo artificial; veremos.

VíctorVíctor

¿No podría tratarse de dos planetas orbitando de los que hemos visto un tránsito de cada uno? es decir, un planeta más pequeño o lejano que pasa el día 800 y otro máyor o que pasa más cerca el día 1500. Podrían tener una órbita muy excéntrica de modo que pasasen lo suficientemente cerca como para reducir un 22% el brillo, y no pasar más que una vez en 4 años, ¿no?

Francisco R. Villatoro

Víctor, la señal D800 se parece a un tránsito planetario, pero las señales D1500 no se parecen en nada a un tránsito planetario, más bien a un disco circunstelar o uno protoplanetario; las señales D1500 son muy irregulares para tener su origen en un planeta.

VíctorVíctor

Seguro que es una tontería, pero no podría ser un super-Júpiter con una super-Io y una super-Europa?

miguelmiguel

Hola,solo existen tres posibilidades A B C,la D no (demasiados sigmas) y ninguna de las tres son excluyentes,
La A casi imposible por pequeña,la B posible pero muy grande,por lo que me quedo con la C por poder contener
a las dos.
Un saludo y gracias.

GastónGastón

“Gracias por participar en la campaña marketinera de Star Wars 7.¡Los esperamos!”. “Plan dental, plan dental…”

wachovskywachovsky

Si la materia oscura se agregara molecularmente, si enlazara electrónicamente y formara compuestos químicamente los hombrecitos podrían ser de materia oscura, aunque quepan muchas más posibilidades que estén constituidos y confitados de fotones ultravioleta, así se nos hacen invisibles y construyen esferas de pseudociencia por toda la telaraña de internet. Gracias Francisco Villatoro por este blog de ciencia que obsequias y que al parecer por comentarios de subscriptores que pagan en elogios tu trabajo le ha cambiado la vida y reconducido recombinándolas sinapsis muertas a más de uno de todos nos.

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