El telescopio Hubble pierde, la teoría de discos de acreción gana

Science Magazine

Hay experimentos que contradicen las teorías en boga. Descubrir un error en dichos experimentos reafirma dichas teorías y permite que muchos físicos respiren con alivio. El telescopio espacial Hubble midió la distancia a la estrella binaria SS Cygni y resultó ser mucho más grande de lo esperado. O bien la teoría de los discos de acreción era incorrecta, o bien Hubble había medido mal la distancia. Miller-Jones et al. publican en Science una nueva medida de la distancia a SS Cygni utilizando radiotelescopios que contradice a Hubble y confirma las predicciones de las teorías de los discos de acreción en binarias. ¡Menos mal! Se han utilizado VLBA (Very Long Baseline Array) y EVN (European VLBI Network) entre abril de 2010 y octubre de 2012. Nos lo cuenta M. R. Schreiber, “One Good Measure,” Science 340: 932-933, 24 May 2013, que se hace eco del artículo técnico de J. C. A. Miller-Jones et al., “An Accurate Geometric Distance to the Compact Binary SS Cygni Vindicates Accretion Disc Theory,” Science 340: 950-952, 24 May 2013.

Dibujo20130523 Parallax signature of SS Cygni - Right ascension - declination

SS Cygni es una estrella variable en la constelación del Cisne (Cygnus), quizás la más famosa y la más observada. Esta estrella binaria está compuesta por una enana blanca de 0,60 masas solares, densa y caliente, y una roja-naranja de 0,40 masas solares, de tipo espectral K4.5. Ambas estrellas están muy próximas entre sí, con un período orbital de sólo 6,6 horas. La estrella roja-naranja pierde materia de su superficie, formándose un disco de acrecimiento en torno a la enana blanca. SS Cygni es una estrella variable que presenta cambios en su magnitud aparente entre un mínimo de +12,2 y un máximo de +8,3. Estos cambios son debidos a los estallidos que se producen en su disco de acreción, rico en hidrógeno, cada 49 ± 15 días.

El telescopio espacial Hubble midió la distancia a la que se encuentra SS Cygni mediante paralaje en 1999, resultando que se encuentra a 159 ± 12 parsecs de la Tierra. Los modelos de disco de acreción implican que hay un valor crítico para la tasa de transferencia de masa a partir de la cual no se producen estallidos. Aplicando dicha teoría a SS Cygni con la distancia calculada por Hubble resulta que no debería presentar estallidos, pero los presenta. Contradicción. Durante años los físicos teóricos han tratado de entender el porqué de su extraño comportamiento, pero no han tenido éxito.

Dibujo20130523 Calculated mean mass transfer rates as a function of outer disc radius

La nueva medición de distancia realizada por Miller-Jones et al. indica que se encuentra a 114 ± 2 parsecs. Esta nueva medida es mucho más robusta que la realizada por Hubble e indica que la tasa de transferencia de masa está por debajo del valor crítico, por lo que la teoría de discos de acreción predice que SS Cygni debe presentar estallidos. De hecho, según la teoría debería estar a una distancia de ~117 parsec, en buen acuerdo con la nueva medida experimental. La teoría no era el problema.

PS: Más información en “Astronomers team up with the public to solve decade old puzzle,” ICRAR News, 23 May 2013, que incluye el siguiente vídeo explicativo

Dibujo20130524 schematic diagram of the white dwarf binary system SS Cygni

6 pensamientos en “El telescopio Hubble pierde, la teoría de discos de acreción gana

  1. Podrias explicar que relacion hay entre la distancia a la que se encuentra la estrella de la tierra y el comportamiento del disco de acrecion?? Yo no veo la relacion…… (igual te he entendido mal, o no lo has explicado bien del todo (cosa que dudo))

    • Leni, para estimar el ritmo de acreción de materia es necesario conocer la luminosidad real del sistema binario. Para calcularla hay que corregir la luminosidad aparente (que observamos desde la Tierra) utilizando la distancia. SS Cygni es el sistema binario compacto más cercano, el más observado y el mejor estudiado. Que la teoría fallara en este caso se consideraba indicativo de que algo importante faltaba en las leyes físicas que describen los discos de acreción en sistemas binarios compactos. Nadie imaginaba que una medida de paralaje realizada por Hubble para un objeto tan “cercano” estuviera mal.

      • Gracias. A ver si lo entiendo…… La luminosidad (magnitud) aparente es la que medimos desde la tierra. Pero hace falta la distancia para saber la luminosidad (magnitud) absoluta. Y el hubble, al medir una distancia mayor que la real, le atribuye una luminosidad absoluta menor, que está por debajo del limite ese para que ocurran los estallidos.

    • Bibliotranstornado, no tengo ni idea. El nuevo artículo técnico no dice nada al respecto. Hubble midió la paralaje con luz en el visible ( T. E. Harrisonet al., “Hubble Space Telescope Fine Guidance Sensor astrometric parallaxes for three dwarf novae: SS Aurigae, SS Cygni, and U Geminorum,” Astron. J. 515: L93, 1999). Quizás se subestimó el error experimental en la medida. El problema es que estas medidas no son fáciles y el tiempo de los telescopios es muy valioso para repetir medidas “fiables” (en apariencia). Muchos expertos en discos de acreción dudaban sobre la medida de Hubble (arXiv:0706.3888), quizás por ello ha sido repetida.

  2. “El problema es que estas medidas no son fáciles y el tiempo de los telescopios es muy valioso para repetir medidas “fiables” (en apariencia”).

    Es cierto lo que dices, “alquilar” el telescopio conlleva regimentar los tiempos de uso. Pero también es verdad que dos o tres días de observación dan para uno o dos años de trabajo, si no más.

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