¿Cómo se pesan las estrellas?

El sol fue la primera estrella cuya masa fue calculada por los científicos. El método para determinar la masa del sol es bastante sencillo e implica conocer el tamaño orbital y el período orbital de la Tierra. Al conocer la distancia entre la Tierra y el sol, y qué tan rápido se mueve la Tierra alrededor del sol, los astrónomos pueden determinar la fuerza de la atracción gravitatoria que el sol ejerce sobre la Tierra. Al conocer la fuerza de la gravedad del sol, los astrónomos pueden determinar qué tan masivo es el sol. El sol es aproximadamente 333.000 veces más masivo que la Tierra. Sin embargo, para las estrellas que están tan lejos que no interactúan con nuestro mundo, ¿cómo determinan los astrónomos su masa?

Sistemas Binarios

Aunque generalmente se hace referencia al sol como una estrella típica, hay algo en él que lo hace único entre la mayoría de las estrellas. Es decir, que el sol está solo, sin otras estrellas en su vecindad. La mayoría de las estrellas del universo existen en grupos de dos o más, denominados sistemas estelares binarios, sistemas estelares múltiples o cúmulos estelares estelares. Así como la masa del sol puede determinarse por su influencia gravitacional sobre los planetas, la masa de una estrella puede determinarse si existe en un sistema de múltiples estrellas. Por ejemplo, cuando existen dos estrellas en un sistema binario, se orbitarán entre sí. Al conocer el tamaño de su órbita y su período orbital, los astrónomos pueden calcular su masa de la misma manera que se calcula la masa del sol. Este método funciona bien para sistemas binarios que están cerca de nuestro sistema solar, pero se vuelve menos confiable cuanto más lejos está el sistema.

Sistemas binarios lejanos

Imagen del Hubble de un gran cúmulo estelar. Crédito de la imagen: NASA/ESA

Cuando un sistema estelar binario está muy lejos, la luz combinada de dos estrellas aparecerá como una sola, haciendo que parezca una sola estrella cuando se ve desde la Tierra. Para determinar la masa de las estrellas lejanas, los astrónomos utilizan la espectroscopia. La espectroscopia es el estudio de la luz de las estrellas, en el que un espectroscopio divide la luz de las estrellas en sus colores constituyentes. Al analizar la luz de una estrella, los astrónomos pueden determinar qué tan rápido se mueven analizando el desplazamiento hacia el rojo de esas estrellas. Cuando una estrella se mueve hacia nosotros, la luz que emite se comprime y se desplaza hacia el azul, y si se aleja de nosotros, la luz que emite se estira y se desplaza hacia el rojo. Al analizar la luz de las estrellas, los astrónomos pueden determinar el desplazamiento hacia el rojo de esa luz estelar y, a su vez, saber qué tan rápido se mueve esa estrella. En un sistema binario, la velocidad de ambas estrellas se puede determinar con espectroscopia y, por lo tanto, también se puede determinar la masa de las estrellas.

¿Qué pasa con las estrellas que están solas?

Determinar la masa de estrellas singulares es tremendamente difícil. Crédito de la imagen: NASA/ESA

Determinar la masa de una estrella que está sola y no orbitada por otra estrella es casi imposible de determinar. Más bien, para estimar su masa, los astrónomos determinan la masa de las estrellas que son casi idénticas y que existen en un sistema binario. Las estrellas de la misma clase generalmente tendrán masas muy similares, por lo que al conocer la masa de una, los astrónomos pueden estimar aproximadamente la masa de otras estrellas de la misma clase.