Hace algún tiempo hablé, hasta cierto punto de pasada, de un tipo de estrella variable: las Cefeidas, y su utilidad para poder conocer el diámetro de la Vía Láctea. Pero hay más tipos de estrellas variables, así que es hora de echarles un vistazo para entender cómo nos ayudan a entender la astronomía moderna…
Una estrella variable no es más que una estrella que cambia de brillo. Es decir, si su magnitud aparente cambia según nuestra perspectiva desde la Tierra, es una estrella variable. Los cambios pueden tener lugar a lo largo de años o en cuestión de décimas de segundo, y puede ser desde un cambio mínimo en su magnitud a decenas de miles de veces la magnitud de la estrella. A día de hoy conocemos más de 100.000 estrellas variables y, con toda probabilidad, la lista irá creciendo en los próximos años. Nuestro propio Sol es una estrella variable ya que su magnitud cambia una décima parte a lo largo de los 11 años que dura un ciclo solar. No solemos definirlo así, pero es la estrella variable más cercana a nuestro planeta.
La historia de las estrellas variables
Johannes Holwarda.
Crédito: Crispijn van de Passe – Rijksmuseum Amsterdam
La primera estrella variable conocida fue denominada Ómicron Ceti, aunque más adelante (por suerte) recibió un nombre que es posible que hayas oído alguna vez: Mira. Fue descrita por primera vez en 1.596 por David Fabricius (un astrónomo alemán que destaca, entre otras cosas, por ser uno de los primeros en utilizar un telescopio para observar el firmamento) que la tomó por una nova (no tiene nada que ver con las supernovas, se trata de una explosión nuclear en una enana blanca que hace que aumente su brillo). Fue Johannes Holwarda el que, en 1.638, descubrió el período regular de Mira. Varía cada 11 meses, y su descubrimiento sirvió para entender que las estrellas no eran eternas e invariables como creían los antiguos filósofos.
En cierto modo, no se puede entender el desarrollo de la astronomía sin el descubrimiento de las estrellas variables y las supernovas, ya que ayudaron al desarrollo de la ciencia. En aquel mismo siglo XVII se descubrieron otras dos estrellas variables: Algol y Ji Cygni. En 1.850 ya se habían descubierto muchas estrellas variables. Hace tan solo 7 años, en 2.008, esa cifra era ya de 46.000 estrellas variables en la Vía Láctea.
Las características de las estrellas variables
En la nebulosa Trífida hay varias estrellas variables Cefeidas.
Crédito: ESO/VVV consortium/D. Minniti
Ya hemos dejado claro que una estrella variable es aquella que experimenta un cambio en su luminosidad en un lapso de tiempo concreto, pero hay varios motivos por los que podemos ver una diferencia en la luminosidad de la estrella desde nuestro planeta. Por ese motivo, decimos que hay dos categorías principales para las estrellas variables.
Las estrellas variables intrínsecas, en las que su variación de luminosidad se debe a cambios en las propiedades físicas de la estrella (que hace que, a su vez, lo dividamos en otros tres subgrupos): las estrellas variables pulsantes, que son todas aquellas que sufren algún tipo de pulso (es decir, su radio se expande y se contrae), las estrellas variables eruptivas, que son las que experimentan erupciones en su superficie (llamaradas y eyecciones de materia) y las estrellas variables cataclísmicas, que son las que experimentan algún tipo de cambio cataclísmico en su estructura (es decir, explotan en forma de nova o supernova).
Por otro lado, tenemos las estrellas variables extrínsecas en las que el cambio de luminosidad (desde nuestra perspectiva) se debe a motivos externos, y que nos lleva a clasificarlas en dos subgrupos. Por un lado, tenemos las estrellas binarias eclipsantes, en las que el brillo de una estrella se ve reducido por el paso de otra estrella, o un planeta, por delante de ella (como es el caso de Algol, que en realidad es un sistema triple), y por otro lado tenemos las estrellas variables rotantes, que son aquellas en las que la rotación de la estrella hace que su luminosidad se vea afectada desde nuestra perspectiva (por ejemplo, por tener manchas solares tan gigantescas que, cuando están orientadas a nuestro planeta, su brillo parece menor).
Las estrellas variables intrínsecas
La estrella RS Puppis es una variable Cefeida.
Crédito: NASA / Hubble
Si he conseguido explicarme bien, hasta ahora (con un poco de suerte) tendrás bastante claro todo este jaleo. Aquí es donde la cosa se complica, y mucho. No nos llega con los subgrupos. Las estrellas variables también están clasificadas por su tipo. Es decir, no es lo mismo una estrella variable pulsante de tipo Alfa Cygni que una estrella variable pulsante de tipo Beta Cephei, ni lo mismo que una estrella variable pulsante de tipo Delta Cephei (estas, por cierto, son las que conocemos como Cefeidas, que es a las que hacía referencia en el artículo sobre el diámetro de la vía láctea al que he hecho mención antes).
Si alguna vez necesitas entender la particularidad de un tipo en concreto, puedes buscar la información sobre su estrella arquetipo. Puede parecer muy críptico, pero en realidad lo que decimos al hablar de una estrella variable pulsante de tipo Alfa Cygni, es que es una estrella variable con un comportamiento muy similar al de la estrella de ese mismo nombre (Alfa Cygni, que quizá te suene muy críptico, pero si te digo que también la conocemos como Deneb, la cosa quizá cambia). En este caso, Deneb (y todas las estrellas variables pulsantes de tipo Alfa Cygni) varía su magnitud aparente en un 0,1 en un período de días o semanas.
Del mismo modo, las estrellas variables pulsantes de tipo Beta Cephei experimentan un comportamiento muy similar al de la estrella Beta Cephei (a la que también conocemos como Alfirk), es decir, su magnitud varía muy poco (alrededor del 0,01 al 0,03 de su magnitud aparente) cada pocas horas (entre 2 y 12). Y así con todas las demás. Puedes consultar la lista completa (si te interesa) en la Wikipedia.
Mira, la primera estrella variable conocida y el arquetipo de las estrellas variables del tipo Mira.
Crédito: DSS 2/ESO
De todas ellas, probablemente es acertado decir que las más importantes/populares son las Cefeidas (que son gigantes amarillas que pulsan con un período muy regular), las variables pulsantes de tipo RR Lyrae, que están basadas en la estrella RR Lyrae, de la constelación de Lira, que es, seguramente, una de las más estudiadas y que utilizamos como candela estándar. Es decir, nos sirve para poder calcular a qué distancia se encuentran otros objetos con una luminosidad similar.
Por último, tenemos las estrellas variables pulsantes de tipo Mira, que seguramente a estas alturas habrás deducido que tienen un período de pulsación muy similar al de Mira. Son gigantes rojas con una magnitud aparente mínima y máxima que cambia en órdenes completas en un plazo de meses o incluso años (Mira va desde 2,5 a 10 cada 11 meses).
Lo mismo sucede con los tipos de estrellas variables eruptivas (entre las que también incluimos a las protoestrellas y estrellas inestables como las hipergigantes amarillas). Es decir, también se clasifican, en casi todos los casos, siguiendo el patrón de una estrella arquetipo (salvo los que he mencionado anteriormente). Por último, las estrellas variables cataclísmicas son más sencillas. Son, básicamente, supernovas, novas y novas enanas.
Las estrellas variables extrínsecas
Animación de la estrella Algol.
Crédito: Dr. Fabien Baron, Dept. of Astronomy, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109-1090
La historia con las estrellas variables extrínsecas es prácticamente idéntica. También las clasificamos según su tipo, que sigue el de una estrella arquetipo, excepto en el caso de las estrellas variables elipsoidales, que son estrellas binarias tan cercanas que no son esféricas y, por tanto, su brillo aparente parece variar según qué lado esté apuntando a nuestro planeta en cada momento. De todas estas, el tipo más importante es, probablemente, el de las estrellas variables de tipo Algol.
Se trata de estrellas eclipsantes que tienen eclipses en períodos muy concretos, mientras el resto del tiempo tienen una luminosidad constante. Quizá valga la pena mencionar también a las variables Beta Lyrae por lo puñeteras que son. Son estrellas binarias tan cercanas (su arquetipo es la estrella Beta Lyrae, a la que también llamamos Sheliak) que la luz que emiten varía constantemente, lo que hace casi imposible saber cuándo comienza y cuándo acaba cada eclipse.
Son indispensables
Si bien este artículo no es una guía exhaustiva de todos los tipos de estrellas variables, sí es necesario que tengas presente que las estrellas variables son muy importantes en la astronomía actual, especialmente porque nos permiten poder calcular las distancias a determinados objetos y también determinar las masas, radios, temperaturas y luminosidad de las estrellas, en qué fase de su evolución están y un largo etcétera…
Leído, Alex.