¿Cuál es el significado de las estrellas cefeidas en astronomía?

Las cefeidas son estrellas variables (comienza cuyo brillo cambia con un período regular) con la propiedad especial de que el período de sus fluctuaciones de brillo depende de su luminosidad. Esto fue descubierto por una mujer astrónoma, Henrietta Swann Leavitt, en 1908 en el Observatorio del Harvard College.

Lo que hay que recordar es que el brillo de una estrella tal como la vemos desde la Tierra (la “magnitud” de la estrella) depende de dos cosas: el brillo absoluto de las estrellas (su luminosidad) y su distancia de la tierra. Entonces una estrella brillante podría estar cerca. O podría ser una estrella intrínsecamente brillante que está bastante lejos.

La relación período / luminosidad de una Cefeida significa que podemos usarla como una especie de criterio cósmico. Si encontramos una Cefeida, y medimos el período de sus fluctuaciones, y podemos medir qué tan brillante aparece desde la Tierra, entonces podemos decir qué tan luminosa es realmente, y a partir de eso calcular su distancia.

Cuando esto entró en juego fue cuando Hubble encontró variables Cefeidas en la galaxia de Andrómeda en la década de 1920. En ese momento, era una pregunta abierta si esa nebulosa era parte de nuestra propia galaxia o era algo más. Al usar la relación período / luminosidad, Hubble pudo estimar la verdadera distancia de la galaxia de Andrómeda y demostrar que era su propia galaxia. Hubble continuó este estudio, en otras galaxias, también observando desplazamientos al rojo y espectros, y lo usó para mostrar la expansión del universo.

A la edad de diecinueve años, John Goodricke, un astrónomo inglés del siglo XVIII, observó que la estrella delta-Cephei brillaba y se atenuaba en ciclos de aproximadamente 5 días.

Leavitt descubrió 2.400 estrellas variables, aproximadamente la mitad del total conocido en su día. A través de estos descubrimientos llegó su contribución más importante al campo: el estudio de las estrellas variables cefeidas en las Nubes de Magallanes, las dos galaxias compañeras de la Vía Láctea. Mediante una observación intensa y un cálculo matemático, Leavitt se dio cuenta de que con las estrellas variables cefeidas (que cambian el brillo con gran regularidad), existe una correlación directa entre la magnitud de una estrella (grado de brillo) y el período de tiempo que es más luminosa. Cuanto más brillante es la estrella en general, mayor es el período de luminosidad. Dado que las cefeidas en las Nubes de Magallanes estaban a la misma distancia de la Tierra, Leavitt concluyó que el período, o el tiempo que llevó completar un ciclo de atenuación y brillo, estaba relacionado con la magnitud de la estrella, no con la distancia. Sin embargo, la magnitud misma te permitió calcular la distancia.

Leavitt publicó sus hallazgos en 1912, en una tabla de 25 períodos de cefeida y su brillo aparente. Usando esto, los astrónomos solo necesitaban saber el período de una variable cefeida para determinar qué tan brillante y, por lo tanto, qué tan lejos estaba. Hasta entonces, los métodos para medir distancias en el espacio solo funcionaban dentro de unos 100 años luz. Con los hallazgos de Leavitt, las distancias de las cefeidas podrían determinarse hasta 10 millones de años luz. Esto se convirtió en el “criterio del universo” utilizado por Edwin Hubble y otros para hacer descubrimientos que cambiaron nuestra visión de nuestra galaxia y el universo.

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