Investigadores de ICATE detectan una estrella en un mínimo prolongado de actividad similar al solar

Un grupo de investigadores pertenecientes al Instituto de Ciencias Astronómicas, de la Tierra y del Espacio (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas - Universidad Nacional de San Juan) en colaboración con pares del Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE) y de las Universidades de la Serena y Sao Paulo, detectaron fuertes evidencias de un mínimo prolongado de actividad en la estrella ζ² Ret perteneciente a un sistema binario (ver Figura 1). A estos objetos se los denomina candidatos a un Mínimo de Maunder (MM), ya que así se lo conoce al período de muy baja actividad que experimentó el Sol entre los años 1645 y 1715. Se sabe que durante este lapso, la cantidad de manchas solares (ver imagen izquierda de la Figura 2), la cual está asociada a campos magnéticos y cuya aparición tiene una periodicidad de ~11 años, se redujo considerablemente (ver Figura 3). Incluso algunos sostienen que este comportamiento, al parecer atípico, pudo influir en el clima terrestre.

Hasta el momento, sólo se conocían dos estrellas candidatas a un Mínimo de Maunder, llamadas HD 217014 y HD 4915. No obstante, ζ² Ret es el primer objeto de este tipo detectado en un sistema binario con componentes muy similares entre sí, es decir dos estrellas que orbitan una alrededor de la otra. Las dos estrellas que pertenecen a este sistema binario son ζ¹ Ret y ζ² Ret. Además, estos dos objetos son físicamente muy similares a nuestro Sol, lo cual es un punto clave que permite realizar comparaciones con este último. De hecho, en la actualidad no existe un acuerdo total sobre como fue exactamente el comportamiento del Sol durante estos años de baja actividad. Incluso, aunque de menor extensión temporal, existen otros mínimos de actividad actualmente reportados por otros grupos de investigadores (Spörer y Dalton).

En el presente trabajo, científicos del CONICET y de otras instituciones, demostraron que la estrella ζ² Ret posee 4 rasgos distintivos que la convierten en una candidata sólida. El objeto muestra un claro decrecimiento en la amplitud de su actividad cromosférica (cercano al 50%), acompañado por un comportamiento cíclico de baja amplitud con un período de ~8 años (ver Figuras 4 y 5). Ambos hechos observacionales soportan el escenario que ha sido propuesto para el Sol durante su Mínimo de Maunder. Este escenario sostiene que durante el Mínimo de Maunder la actividad solar fue baja pero con su ciclo de ~11 años inalterado. Los autores además pudieron estimar las componentes del flujo magnético de la estrella, concluyendo que efectivamente esta se encuentra en un nivel de actividad magnética bajo. Adicionalmente, y en contraste con las otras estrellas candidatas reportadas en la literatura (HD 217014 y HD 4915), la pertenencia de ζ² Ret a un sistema binario donde existe una significativa diferencia entre los niveles de actividad entre ambas componentes (comparar panel superior e inferior de la Figura 4), la convierte en la candidata más sólida reportada hasta el momento.

Los investigadores señalan que este tipo de estudios requieren de un monitoreo continuo y de largo plazo. Por ello, no resulta casual que esta detección se pudo lograr gracias a una gran base de datos cuyas observaciones han sido realizadas a lo largo de 19 años con distintos instrumentos. Cabe destacar que parte de ellas fueron realizadas desde CASLEO, mediante el telescopio de 2.15m Jorge Sahade junto con el espectrógrafo REOSC. Adicionalmente, se analizaron una gran cantidad de datos públicos adquiridos con los espectrógrafos HARPS, FEROS, y UVES pertenecientes al Observatorio Europeo Austral (ESO).

Los investigadores del ICATE autores de esta publicación son Matías Flores, Natalia Nuñez, Paula Miquelarena, J. Alacoria y C. Saffe. Además, se contó con la colaboración de Marcelo Jaque  Arancibia, R. V. Ibañez Bustos, Andrea Buccino, J. Yana Galarza, y Pablo J. D. Mauas, pertenecientes a otras instituciones tanto nacionales como internacionales. Este trabajo fue recientemente aceptado para su publicación en la revista Astronomy & Astrophysics (Flores et al., 2020 - http://arxiv.org/abs/2012.08983).

Figura 2: Izquierda: Manchas solares en luz blanca. Derecha: Imagen centrada en el Calcio II mostrando la emisión cromosférica (Créditos: Hall J., “Stellar Chromospheric Activity”, Living Rev. Solar Phys., 5, (2008), 2)

Figura 3: Evolución del ciclo solar de 1610 a 2010, medido en la fotosfera a través del número de manchas(Créditos: Hathaway D., “The Solar Cycle, Living Rev. Solar Phys., 12, (2015), 4)

Figura 4: Variación del índice de Mount Wilson (SMW) para ambas componentes. Panel superior: Variación del objeto HD 20766 ( ¹ Ret). Los triángulos rojos corresponden a las observaciones efectuadas con ζ REOSC. Mientras que los círculos azules (en ambos paneles) y cuadrados verdes corresponden a los datos de HARPS y FEROS, respectivamente. Panel inferior: Variación del objeto HD 20807 ( ² Ret). En este caso, ζ los datos adquiridos con UVES son indicados con diamantes de color negro.

Figura 5: Índices SMW promediados mensualmente para el objeto HD 20807 ( ² Ret). Los datos se muestran ζ en fase, con un período de 7.9 años.

Los autores agradecen el apoyo financiero de la Universidad Nacional de San Juan otorgado
mediante un proyecto PROJOVI para llevar a cabo esta investigación (Título: “BÚSQUEDA DE
ESTRELLAS CANDIDATAS A UN “MÍNIMO DE MAUNDER”, Código: PROJOVI
80020190300048SJ).