Com són realment les estreles?

Tots tenim al cap una idea de com són les estreles: esferes de plasma brillants i enormes. Però potser, eixa imatge ve de com és nostra estrela, el Sol. Si unes altres estreles de les milers de milions que coneixem foren dramàticament diferents que el nostre Sol, ho sabríem? Seríem capaços d'adonar-nos?

La forma de les estreles

Els astrofísics estudiem grups d'estreles que van nàixer aproximadament en el mateix moment per a comprendre la seua evolució, i també inferim la seua composició química a partir dels colors de la llum que emeten. Això ens permet saber amb bastant precisió l'edat de les estreles, de què estan compostes, quin és el combustible que les manté amb vida i què els passarà en el futur llunyà. Però així i tot, amb tota esta informació, continua sent extremadament difícil obtindre una imatge de la forma i detalls d'altres estreles que no siguen el Sol.

Per què és tan complicat? No són les estreles enormes? Per què no podem estudiar la seua forma igual que estudiem galàxies molt més llunyanes?

La resposta és senzilla: les estreles són enormes, però estan molt lluny, amb el que la seua grandària angular és extremadament xicotet.

Imaginem coses que coneixem: una moneda de 2 euros. Si la tenim a la mà, o fins i tot a l'altre costat de l'habitació, som capaces fàcilment de saber quina moneda és i quina és la seua grandària. Però seríem capaços de reconéixer-la si estiguera a 1 km de distància? I a 100 km?

Les estreles més brillants del cel tenen una grandària equivalent al d'una moneda de 2 euros vista a una distància de 6 000 km (per exemple, la distància entre París i Nova York). Ni els millors telescopis dels quals disposem són capaços de veure la forma de coses tan xicotetes, i quan creguen imatges d'estos astres no són més que un punt brillant en una imatge. Un píxel. Necessitem telescopis amb millor resolució angular si volem estudiar la forma de les estreles.

La grandària de mil estreles

Alguns sistemes de telescopis actuals, anomenats interferòmetres òptics, són capaços d'operar conjuntament combinant els senyals que obté cada telescopi de les estreles. Encara que ara hi ha diverses instal·lacions d'este tipus en funcionament, Mount Wilson (Califòrnia, els EUA) compta amb l'interferòmetre òptic més gran del món, el Centre d'Astronomia d'Alta Resolució Angular (CHARA).

Com a interferòmetres, són capaços d'operar com un únic telescopi virtual enorme (de fins a 300 metres de diàmetre), capaç de mesurar la grandària i alguns detalls de les estreles. Amb estos instruments hem sigut capaços de mesurar la grandària d'unes mil estreles, i la forma d'unes poques.

Però, fins al moment, esta tècnica no permet separar molt més els telescopis per a crear telescopis virtuals més grans a costos moderats. Això limita la resolució angular que són capaces d'obtindre, i per tant no aconseguixen obtindre detalls fins sobre les estreles que observen.

I si usem altres instruments per a veure estreles?

De forma fins ara completament independent, existix un altre tipus molt diferent de telescopis construïts per a estudiar coses que poc tenen a veure amb les estreles.

En les últimes dos dècades, l'astronomia de raigs gamma de molt alta energia, una de les principals branques de la física d'astropartículas, s'ha convertit en una ferramenta essencial per a abordar fenòmens fonamentals en astrofísica, cosmologia i física d'alta energia. Els anomenats Telescopis Cherenkov han obert una finestra completament nova. Dins del camp de la física d'astropartículas, estos telescopis són capaços d'estudiar alguns dels fenòmens més extrems de l'univers: forats negres supermasivos dins de nuclis actius de galàxies (AGN), púlsars o explosions de supernova. També servixen per a buscar matèria fosca.

La pròxima generació d'estos telescopis està en camí: el Observatori Matriu de Telescopis Cherenkov (CTAO) serà el principal instrument a nivell mundial per a l'astronomia de raigs gamma de molt alta energia durant les pròximes dècades, i millorarà dràsticament les capacitats tècniques dels seus predecessors. Esta matriu estarà composta per desenes de telescopis de diverses grandàries (de fins a 23 metres de diàmetre) separats centenars de metres.

Però què tenen a veure estos telescopis amb les estreles?

Les estreles com mai s'han vist

Amb el projecte MicroStars volem demostrar, per mitjà de la tècnica de la interferometría d'intensitat, que estos telescopis Cherenkov, a més de ser utilitzats per a l'astronomia de raigs gamma, seran capaces de formar el telescopi òptic virtual més gran mai creat, superant les limitacions dels interferòmetres òptics actuals. Si ho aconseguim, este instrument tindria el potencial de prendre imatges d'estreles com mai s'ha fet fins ara.

De ser possible, serien capaces d'expandir el nostre coneixement en nombrosos casos científics: mesurar la grandària i l'enfosquiment dels llimbs de les estreles i, per tant, restringir fortament els paràmetres físics d'exoplanetes; estudiar l'activitat magnètica d'altres estreles que no siguen el nostre Sol, mitjançant la detecció de taques solars; o mesurar i restringir la rotació ràpida, els discos d'acreció i els vents estel·lars de les estreles més massives conegudes, les estreles de tipus OB.

Si aconseguim desenrotllar la tècnica prou, podria arribar si pot ser prendre una imatge de l'ombra d'un exoplaneta transitant una altra estrela, un avanç que es convertiria en una imatge icònica per a la humanitat.

Tarek Hassan, Astrofísica, Centre d'Investigacions Energètiques, Mediambientals i Tecnològiques (CIEMAT)

Este article va ser publicat originalment en The Conversation.