La Compañera de Sirio

En una entrada anterior del blog se dio una breve reseña histórica acerca de la estrella Sirio así como la observación de la misma. Sirio resulta carismática, no ya solo por resultar ser la estrella más brillante del firmamento sino porque su observación dio pie al estudio de las enanas blancas.

EL MOVIMIENTO DE SIRIO

El movimiento oscilante de Sirio

En el último tercio del siglo XIX, el astrónomo William Huggins (1824-1910) investigó el espectro de la estrella Sirio intentando, con esta técnica, determinar la velocidad a la que viajaba la estrella. Huggins llegó a la conclusión de que Sirio se alejaba del Sol a una velocidad de 15 kilómetros por segundo. En la actualidad se sabe que Sirio viaja a la mitad de esa velocidad pero sin duda fue un descubrimiento realmente notable e importante para la Astrofísica el poder medir las velocidades a las que viajan las estrellas.

Unos años antes del descubrimiento de Huggins, el astrónomo y matemático alemán Friedrich Bessel (1784-1846) hizo un importante descubrimiento en base a observaciones propias que había realizado de las estrellas Procyon y Sirio. La trayectoria del movimiento propio de ambas estrellas no era rectilínea, como cabía esperar, al contrario, resultaba oscilante. Bessel argumentó, en 1844, que alrededor de estas estrellas debía orbitar un cuerpo con una gran masa de forma que influyera en su movimiento por mor de la gravitación.

La órbita pudo ser calculada en 1850 por el alemán Friedrich Peters (1813-1890) cuando aún no había sido observada visualmente ni registrada fotográficamente. El cálculo matemático daría pruebas a favor de la idea de Bessel pero el  honor del descubrimiento visual de la compañera de Sirio le fue concedido al hijo de un pintor aficionado a la Astronomía: Alvan Clark.


CONSTRUYENDO TELESCOPIOS

Alvan Clark y sus hijos (fuente: Wikipedia)

Alvan Clark (1804-1887) nunca supo hasta donde llegaría, de constructor de carruajes pasó a pintar al quedar prendado de las imágenes y grabados que pudo ver en un viaje que realizó. Aunque la afición por la Astronomía le vino tras quedarse impresionado por los trabajos de construcción de telescopios de William Herschel (1738-1822), la Astronomía le vino de la mano de uno de sus hijos, uno se la dio y el otro se la concedió...

Alvan Clark tuvo dos hijos con su esposa María Pease: George Bassett y Alvan Graham El primero de ellos quedó enamorado de la Astronomía tras el paso, en febrero de 1843 (hace 204 años) del Gran Cometa de Marzo (el  hoy conocido como C/1843 D1). El cometa alcanzó un brillo y tamaño notable.

El fantástico refractor de Yerkes

El joven George se sintió tan atraído por la Astronomía que usando una campaña de bronce construyó un telescopio para escudriñar los cielos. La familia  Clark se tomó en serio la construcción de telescopios para uso comercial: el padre se dedicaba al diseño y a la mecánica; los hijos a la labor comercial. George profundizaba cada vez más en la mejora de los mecanismos de los telescopios que se construían mientras que su hermano Alvan Graham Clark pulía y probaba las lentes y los espejos con una destreza inusitada. A pesar de realizar lentes acromátricas de hasta 102 centímetros como la que ocupara el glorioso telescopio del Observatorio de Yerkes, la pericia empresarial de Alvan era muy reducida y no le fue demasiado bien el cambio. Deprimido y apesadumbrado, pero convencido de que sus lentes eran las mejores, decidió comprobarlo por sí mismo y realizó multitud de observaciones de estrellas dobles. La familia cosechó un éxito sin precedente y los observatorios estadounidenses incluían siempre un telescopio refractor, con su correspondiente montura, fabricada por la empresa Alvan Clark and Sons.

Quizá el encargo más sobresaliente pero con peores consecuencias económicas para la familia se convirtió en el de mejores frutos científicos. La Universidad de Mississippi le llevó a trabajar en la construcción de un enorme telescopio refractor de 43,5 centímetros. La familia Clark iban a construir el mayor telescopio que jamás hubieran realizado. Pero la Guerra de Secesión convirtió a Mississippi en enemigo y el proyecto quedó  anulado pese a los esfuerzos de la familia de separar guerra y ciencia. Pero el uso del telescopio continuó...

Sirio A y B (Foto: Hubble)

La noche del 31 de enero de 1862, Alvan y Alvan Graham, padre e hijo, abrieron su observatorio con el telescopio instalado con el fin de comprobar que, tras tantos viajes, la lente del telescopio seguía impacable y el telescopio podría usarse. No sin esfuerzos, Alvan Graham apuntó a Sirio, la estrella más brillante del firmamento, una vez la tuvo en el ocular, sorprendido, llamó rápidamente a su padre pues, según se cuenta, había comprobado una pequeña aberración en la lente principal. Alterados por el supuesto defecto de la lente, movieron el telescopio hacia otras estrellas brillantes y cual fue su sorpresa cuando al apuntar a Procyon o Rigel no aparecía tal efecto. Habían descubierto la compañera de Sirio. Bessel había acertado.






LA COMPAÑERA DE SIRIO

La compañera de Sirio, Sirius B, gira alrededor de la estrella principal, Sirius A, en un periodo de 50 años y se encuentra separada unas 20 Unidades Astronómicas (una unidad astronómica es la distancia de la Tierra al Sol). Esto supone que, desde la Tierra, la compañera de Sirio viaja en una trayectoria elíptica alrededor de la principal que infiere una separación entre las dos estrellas. Esta separación varía entre los 3 segundos de arco y los 11. Como puede verse en el gráfico, en el apoastro (la máxima distancia con respecto a la estrella principal) se producirá allá por el año 2025 y el periastro (la mínima distancia entre las dos estrellas) en el 2044. Es decir estamos en los años buenos para su observación. Pero, ¿se puede observar la compañera de Sirio?








OBSERVACIÓN DE SIRIUS B

En teoría la separación entre las dos estrellas no sería un problema para la observación con telescopios de aficionados. Es más, no lo sería ni incluso con telescopios pequeños, pero hay que tener en cuenta que Sirio brilla con magnitud -1.5 y su compañera con magnitud 8.5. ¡La principal es 9500 veces más brillante que la secundaria! Esta diferencia de brillo es el problema principal para su observación.

Posición actual de Sirius A y B

No obstante los años venideros nos son propicios. La mejor época para la observación es la actual, la segunda mitad de febrero y la primera mitad de marzo. Es preciso usar telescopios de diámetros medios, refractores de 15 cms y reflectores de 20 cms de diámetro o más. Noches muy claras y limpias. Instrumental perfectamente colimado, sin suciedad y en equilibro térmico con el exterior. Cuando todo esté dispuesto, usaremos un ocular que nos de bastantes aumentos, aproximadamente el doble del diámetro de la lente que tengamos en milímetros, solo bajaremos de aumentos si la imagen se torna borrosa. Fuera del inmenso resplandor de Sirio podremos ver una diminuta estrella al este de la estrella principal, el diagrama de la órbita mostrado atrás nos puede servir para saber su localización y la separación (más de 8 segundos de arco).

Realmente observar Sirius B es muy difícil pero no imposible. Yo he llegado a verla con un refractor de 16 centímetros en una noche realmente magnífica, (y no tengo buena vista) eso sí, la visión de la compañera de Sirio me duró unos segundos. Incluso los fluídos del ojo perjudican su observación pero, una vez que la observas, la experiencia es maravillosa. Como maravilloso fue el descubrimiento de la compañera de Sirio, una enana blanca que abrió muchas puertas a la Astrofísica actual.

Estrellas Dobles con Prismáticos en Orión

ESTRELLAS DOBLES

Las estrellas dobles son un sistema compuesto por dos o más estrellas que aparecen muy cercanas en el cielo. Dicha unión puede ser debida a que, en su proyección sobre el firmamento, su posición coincide con nuestra línea visual o que, efectivamente una estrella orbita alrededor de la otra existiendo una atracción gravitatoria entre ambas estrellas. Las primeras son llamadas binarias ópticas y las segundas binarias físicas. Indistintamente estrellas dobles o estrellas binarias.

Las estrellas dobles son un campo muy seguido por los astrónomos aficionados y la observación de éste tipo de sistemas puede ofrecernos momentos realmente emocionantes. En España, el profesor José Luis Comellas, (uno de los mayores astrónomos aficionados con los que cuenta este país) ha sido uno de los precursores de este tipo de observaciones y, quizá, el que proyectó la catalogación y descubrimientos de estrellas dobles por aficionados en nuestro país y fuera de él.

Por otra parte, existen sistemas que pueden estar compuestos por más de dos estrellas constituyendo verdaderos sistemas ligados, muy comunes son los triples pero también podemos contar con sistemas compuestos por siete estrellas. Pero generalmente, todos los sistemas suelen denominarse, de manera extendida, sistemas binarios.

SEPARACIÓN Y ÁNGULO DE POSICIÓN

Con independencia de los colores de las estrellas que constituyen un par y la magnitud o brillo de las mismas, existen dos parámetros fundamentales para catalogar -y seguir- a una estrella doble. Estos parámetros son la separación angular entre ambas estrellas (medida en segundos de arco) y el ángulo de posición de una estrella con respecto a la otra medido en grados.

En la imagen el Norte está abajo tal y como se observa a través del telescopio (si observamos con prismáticos el Norte estará arriba). El ángulo de posición se cuenta a partir del Norte, de 0º a 360º, en sentido inverso a las manecillas del reloj. Estos datos suelen ser medidos con micrómetros instalados en el ocular del telescopio y vienen referenciados en todos los catálogos de estrellas dobles. 

En teoría unos prismáticos normales de 50 mm de objetivos en condiciones perfectas de estabilidad y con un cielo muy bueno deberían separar (resolver) pares de estrellas con una distancia angular de 2.4 segundos de arco pero personalmente creo que, como mínimo, hay que duplicar ese límite teórico si queremos ser objetivos a la hora de preparar nuestro programa de observación. De cualquier forma las estrellas dobles que propongo son fácilmente observables con prismáticos, eso sí, aconsejaría que estos últimos se situaran siempre sobre un trípode estable.

ESTRELLAS DOBLES PARA PRISMÁTICOS EN ORION

A continuación propongo una pequeña lista de cinco pares situados en la constelación de Orión, en una de las zonas más bellas del cielo, muy cercana a la Gran Nebulosa de Orión o incluso en ella. Esta es la zona que vamos a explorar en busca de cinco sistemas binarios.

Zona de las dobles para prismáticos en la constelación de Orión

Las fotografías han sido realizadas con una cámara Canon EOS450D situadas sobre el seguidor astrofotográfico Polarie de Vixen con un objetivo de 135 mm. ISO800 y todas con 5 segundos de exposición desde el centro de la ciudad de Sevilla. El Norte está arriba, como se observa cuando observamos el cielo con prismáticos.

PROGRAMA DE OBSERVACIÓN

DELTA ORIONIS

Esta preciosa doble está en la parte más occidental del cinturón de Orión y también se le conoce con el nombre de Mintaka.  Es un sistema visual, es decir, una estrella no gira alrededor de la otra, aunque la principal si es una binaria eclipsante. Puede resolverse sin problemas a pesar de la diferencia de magnitudes entre las componentes. La estrella principal es de magnitud 2,2 y la secundaria de 6,8 estando separadas 53 segundos de arco. El ángulo de posición (AP) es de 359º. Las dos estrellas tienen un marcado color azul. Nótese que si la observáramos con un telescopio la visión sería al reves, es decir con el Norte hacia abajo.

23 ORIONIS

A medio camino entre Mintaka y la brillante Bellatrix se sitúa este hermoso par. Se trata de dos estrellas de magnitud 5,0 y 6,8 separadas 32 segundos de arco con un ángulo de posición de 30º. Obsérvese en la fotografía como los ángulos se miden en sentido antihorario. La primaria la veo como de color amarillo y la secundaria la observo azulada. Parece tratarse de un sistema fijo. Para mi, 23 Orionis es una de las estrellas dobles que más me gusta.

42 + 45 ORIONIS

Este es un par óptico muy separado que nos acerca a la Gran Nebulosa de Orión. De magnitudes 4.6 y 5.2, ambas estrellas blancoazuladas están separadas 252.4" de arco lo cual las hace visibles con cualquier instrumento y a simple vista. El ángulo de posición entre ellas es de 105º. La estrella que se sitúa en el centro de ambas es de séptima magnitud. La principal, 42 Ori, es, a su vez, también doble, eso sí, fuera del alcance de pequeños telescopios, tiene una compañera de séptima magnitud a 1.1".

THETA 1 + THETA 2 ORIONIS

Impresionante la belleza de la Nebulosa de Orión. Centrada en ella dos estrellas brillantes. Es un sistema óptico separado 133 segundos de arco formando un ángulo de posición de 316º. Pueden desdoblarse con cualquier prismático o pequeño telescopio. Si nos centramos en la principal, la situada a la derecha, esa es Theta 1, la cual es cuádruple y es conocido como el Trapecio de Orión pero no observable con prismáticos. Theta 2 por su parte es un sistema triple muy separado como puede verse en la fotografía. A 52" de Theta 2 se sitúa una estrella de magnitud 6,2 en un ángulo de posición de 92º y a 129" podemos ver, formando un AP de 99º una débil estrella de magnitud 8.5 con la que se completa el trío. 

STF 747 ORIONIS

Las denominaciones STF son referidas al catálogo que sobre estrellas dobles realizara Friedrich von Struve. También suele escribirse con la letra griega mayúscula sigma, Σ. Al Sur de la Nebulosa y cerrando nuestro viaje de dobles por ella, aparecen dos estrellas de magnitudes 4.7 y 5.5 separadas 36" de arco con un ángulo de posición de 224º. Realmente es un sistema precioso de estrellas azules. La brillante estrella que está hacia el noreste es Iota Orionis también es doble con una estrella de séptima magnitud pero separadas solo 11 segundos de arco.

Y hasta aquí una primera introducción a las estrellas dobles. Existen muchísimas en el cielo asequibles con prismáticos y realmente preciosas. Desde luego serán un tema recurrente en este blog y también buscaremos dobles que sean visibles con pequeños telescopios y cuya observación constituye un auténtico espectáculo.