Búsqueda y seguimiento de variables del tipo Gamma Doradus

 

Un programa de observación del GEA muy reciente es la detección de variables del tipo Gamma Doradus. Se trata de un nuevo tipo de variables pulsantes multiperiódicas de tipo espectral F, de baja amplitud de variación (en general centésimas de magnitud) y con períodos típicos alrededor de un día (desde menos de medio día, hasta cuatro días) que pertenecen a la secuencia principal o bien se situan ligeramente por encima de ella, distribuyéndose dentro de la banda de inestabilidad y también algo fuera de ésta, en particular por su lado rojo. Dado que las variaciones periódicas detectadas son aproximadamente unas 20 veces más largas que el período del modo fundamental radial, se supone que las variaciones son producidas por pulsaciones en modo-g no radiales. Por el momento no existe ninguna explicación sobre el origen y el mantenimiento de estas pulsaciones. Por consiguiente, representan un desafío para la astrofísica actual y de ahí la importancia de hallar nuevas variables de este tipo para estudiar con detalle su comportamiento.

Un problema importante para su estudio es la multiperiodicidad, unido al pequeño margen de variación y al período cercano a un día. Desde un único lugar de observación, esto origina alias o falsos períodos debidos a la ventana temporal de observación (el tiempo que puede observarse cada noche) y a la periodicidad de un día con sus múltiplos y submúltiplos, que hace muy difícil discriminar los diversos períodos que tiene la estrella, con amplitudes de tan sólo unas pocas centésimas de magnitud o incluso milésimas. Para solucionarlo, se organizan campañas simultáneas de observación desde distintos lugares del mundo (campañas multisitio), de modo que cuando aún la estrella no se ha puesto desde un observatorio dado, otro le toma el relevo, y así sucesivamente, de forma que se asegure la observación continua durante las 24 horas del día. Esta forma de observación y de análisis constituye la base de la denominada asterosismología, que si son precisas las observaciones y se prolongan lo suficiente, permiten determinar la mayoría de períodos de pulsación que presenta la estrella.

Este tipo de observaciones el GEA las realiza en colaboración con el Instituto de Astrofísica de Andalucía, el cual a su vez se coordina con otros observadores y observatorios distribuidos por todo el mundo. El introducirnos en este programa fue casual, cuando siguiendo una variable descubierta por el HIPPARCOS que se suponía iba a resultar una RRab con un efecto Blazhko, se halló que en realidad se trataba de una nueva Gamma Doradus, que además es la que posee la mayor amplitud de variación (0,2 mag) de todas las conocidas. 

Primera variable del tipo Gamma Doradus descubierta por el GEA. Cada noche de observación es mostrada con un color distinto. Nótese que la forma de la curva de luz no se repite exactamente, propiedad de las pulsantes multiperiódicas. Las observaciones fueron obtenidas durante la campaña 1997-98 con un telescopio de tan sólo 8 cm (J.M. Gómez, Obs. de Mollet).



La misma variable durante la campaña 1998-99. Aún de forma mucho más clara se aprecia que la curva de luz no se repite. En esta temporada también se realizaron observaciones simultáneas desde el Observatorio de la Universidad de Seúl y desde el Observatorio de Sierra Nevada (Instituto de Astrofísica de Andalucía). Los datos mostrados son los obtenidos desde el Observatorio de Mollet con un telescopio de 8 cm (J.M. Gómez).


A la izquierda, todas las observaciones fotométricas obtenidas enfasadas con uno de los períodos que muestra la estrella. A la derecha lo mismo, pero esta vez a partir de los datos sintetizados tras un análisis preliminar de los distintos períodos de pulsación. La concordancia entre la curva observada y la teórica aún no es perfecta, aunque si significativamente buena, pese a que se trata sólo de un primer intento de ajuste.


Una vez conocido el aspecto y el comportamiento de un nuevo tipo de variables, un siguiente paso es el prospectar observando estrellas de similar o igual espectro, para hallar otras variables del mismo tipo. La tarea de selección de candidatas fue llevada a cabo de forma independiente por Aerts, Eyer y Kestens (Astronomy & Astrophysics, 1998, en prensa) y por el GEA, volviendo a analizar los datos fotométricos de centenares de estrellas observadas por el HIPPARCOS. Hasta ese momento se suponía que las Gamma Doradus únicamente podían ser estrellas de espectro F0, pues las primeras que se descubrieron lo eran y tal vez esto indujo a error y las posteriores búsquedas se centraron exclusivamente en estrellas de este tipo espectral. Sin embargo, tanto Aerts y colaboradores como el GEA, extendieron la búsqueda de candidatas por el lado más caliente hasta las estrellas de espectro A3-A5 y por el lado frío hasta las F5-F8, hallando posibles pulsantes multiperiódicas en ambos casos, que o bien su período era demasiado largo para ser delta Scuti, o no guardaban ninguna relación con las RR Lyrae de doble-modo (RRd), tipo bien conocido y estudiado por el GEA.

Finalmente, entre las candidatas del GEA surgió el hallazgo de la Gamma Doradus más fría de todas las conocidas, de espectro F8. Este dato es de crucial importancia puesto que abre la puerta al descubrimiento de pulsaciones de modo-g en estrellas mucho más frías,  como las de tipo solar, que como es sabido es uno de los objetivos principales de los trabajos en heliosismología. 


Gamma Doradus de espectro F8 descubierta por el GEA con una amplitud de variación que apenas llega a 0,1 mag. Su hallazgo representa una excelente noticia para quienes están buscando pulsaciones en modo-g en estrellas de tipo solar. Observaciones de J. Vidal desde el Observatorio de Monegrillo.