El trabajo de investigación se enmarca dentro de uno de los paquetes de trabajo del proyecto Gaia, y aborda la estimación de parámetros de un tipo concreto de estrellas a través de técnicas estadísticas avanzadas. Los organismos que colaboran son la Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED), que dirige el estudio, el departamento de Estadística e Investigación Operativa de la Universidad de Cádiz, el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), el Observatorio de Calar Alto y el departamento de Astronomía y Meteorología del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB-IEEC).

La participación de la UCA se hace a través del investigador Ángel Berihuete, mediante la programación y aplicación de técnicas de inferencia Bayesiana (es un tipo de deducción estadística en la que se usa las evidencias u observaciones para actualizar la probabilidad de que una hipótesis sea cierta) para la estimación de los astros. También se ha utilizado el súper-computador de la Universidad de Cádiz para hacer los cálculos.

La misión Gaia, que la Agencia Espacial Europea (ESA) pondrá en órbita este otoño, será capaz de averiguar características físicas de decenas de miles de las estrellas más frías de la Vía Láctea. Los investigadores españoles han validado el método que se usará en la misión para este fin, tal y como se publica en la revista Astronomy & Astrophysics.

Resulta muy difícil distinguir a las estrellas más frías de las enanas marrones, estrellas fallidas porque en su interior no se ha alcanzado la temperatura necesaria para que se produzcan las reacciones nucleares típicas de las estrellas ‘puras’.

Ambos tipos de objetos -las muy frías y las enanas marrones- pueden coexistir en el rango de temperaturas por debajo de 2.500 kelvin y se han agrupado bajo el nombre de enanas ultra-frías en el contexto de la misión Gaia, que la Agencia Espacial Europea pondrá en órbita en torno al próximo mes de noviembre.

«Hemos calculado cuántas enanas ultra-frías va a detectar Gaia y serán decenas de miles pero, lo más importante es que hemos validado el método con el que vamos a estimar sus parámetros físicos como la temperatura y la gravedad», explica Luis Sarro, investigador del departamento de Inteligencia Artificial de la UNED y autor principal del estudio.

Las ultra-frías más escurridizas

Conociendo los parámetros que Gaia es capaz de medir y sus características de diseño, los científicos han empleado técnicas de minería de datos para realizar las estimaciones. «Hemos desarrollado programas informáticos que aprenden, a partir de ejemplos, a estimar las propiedades físicas de los objetos», indica Sarro.

Con este método podrán conocer la temperatura de las enanas ultra-frías con una margen de error «sorprendentemente pequeño para las características del instrumento», apunta el astrofísico.

En función de los espectros de las enanas ultra-frías -determinados por la composición química de sus atmósferas- el estudio aporta cifras de la misión que hasta ahora se desconocían. Gaia detectará decenas de miles de enanas ultrafrías, es decir, objetos con una temperatura inferior a los 2.500 kelvin. «Como referencia, la temperatura de la superficie del Sol es de unos 5.780 kelvin», puntualiza Sarro Baro.

Dentro de este grupo, el satélite solo podrá detectar y caracterizar unas pocas decenas de las más escurridizas, aquellas cuya temperatura es inferior a los 1.500 kelvin y su brillo es extremadamente débil en las longitudes de onda observadas por Gaia.

La piedra Rosetta de la galaxia

El método se pondrá en marcha en cuanto la misión Gaia esté en órbita. El satélite va a dar vueltas alrededor del Sol, en la línea que une el Sol y la Tierra pero un millón y medio de kilómetros detrás, en un punto que se llama de Lagrange, en L2.

Este proyecto tiene como objetivo principal medir las distancias y movimientos de unos mil millones de estrellas de nuestra galaxia, lo que permitirá saber con una precisión no alcanzada hasta ahora cuánta energía emiten.

«Gaia se convertirá en la Piedra Rosetta de la Vía Láctea», compara Sarro, porque sus resultados servirán para entender los procesos físicos que subyacen a la gran variedad de objetos que pueblan la galaxia, tal y como la reliquia sirvió para entender los jeroglíficos egipcios.

Además, Gaia no solo medirá la posición de las estrellas. Durante los cinco años que estará en órbita detectará muchos de los diferentes tipos de objetos que componen la Vía Láctea, como planetas alrededor de otras estrellas, asteroides de nuestro sistema solar o incluso otras galaxias o cuásares. Las posiciones que proporcionará serán más precisas que las facilitadas por cualquier otra misión espacial u observatorio en la Tierra.

Referencia bibliográfica:

L. M. Sarro, A. Berihuete, C. Carrión, D. Barrado, P. Cruz, Y. Isasi. «Properties of ultra-cool dwarfs with Gaia. An assessment of the accuracy for the temperature determination», Astronomy and Astrophysics, 550, febrero de 2013. DOI: 10.1051/0004-6361/201219867.

Foto: Ilustración de los retos científicos de Gaia. Imagen de la ESA.