Buscando Enanas Blancas desde Córdoba

S. Paolantonio

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A partir de 1940, por propuesta del astrónomo holandés Willem J. Luyten[1], que trabajaba en la Universidad de Minnesota, EE.UU., el Observatorio Nacional Argentino comenzó a colaborar en la búsqueda de estrellas enanas blancas.

Las enanas blancas son objetos muy calientes y pequeños. Con una masa del orden de la solar y un tamaño 100 veces menor – similar al de la Tierra –, su densidad resulta ser muy elevada. Se suponen los restos de estrellas poco masivas, última fase de su evolución.

En 1910 pudo comprobarse que una de las componentes del sistema estelar múltiple 40 Eridani, a pesar de ser muy tenue, era blanca. En 1915 ocurrió otro tanto con la compañera de Sirio. Al conocerse la distancia a la Tierra de Sirio B, quedaron de manifiesto las singularidades de esta estrella en cuanto a su tamaño y en consecuencia su densidad. Estos descubrimientos no concordaban con las teorías de la época, por lo que se constituyeron en una cuestión a resolver de gran importancia para los astrónomos. Luyten destaca el impacto de estos hallazgos en la comunidad científica:

“El descubrimiento realizado por Adams desde Monte Wilson en 1915, que la débil estrella que gira alrededor de Sirio, la más brillante del cielo, era blanca, no sólo provocó una pequeña revolución en el pensamiento astronómico sino que fue un eslabón importante en la cadena de acontecimientos que finalmente condujeron a la bomba atómica.” (Luyten, 1945; 18 – traducción del autor –)

En 1917 se descubre una tercera estrella con similares características a las anteriores.

Para poder estudiar estos peculiares objetos – a los cuales Luyten daría el nombre de “enanas blancas” – debían encontrarse un número suficiente, motivo por el cual se inicia su búsqueda sistemática. Para este fin, se aprovecharon dos características distintivas de estos astros: su brillo intrínseco bajo y su color blanco. Tomando en cuenta esto, Luyten seleccionó un conjunto de estrellas con movimientos propios grandes – lo que hacía probable que fueran cercanas – y brillo aparentes bajos, combinación que implicaría una luminosidad reducida. Luego, se determinarían sus colores – en realidad los índices de color[2] –, de modo que aquellas que fueran blancas serían los objetos buscados. Con posterioridad, podría avanzarse con los estudios fotométricos y espectroscópicos, más complicados y que demandaban mayores tiempos de observación, pero que se esperaba proporcionarían las ansiadas respuestas.

Luyten, que se había dedicado por largo tiempo a la determinación de movimientos propios estelares, confeccionó una lista de estrellas con grandes desplazamientos, y en diciembre de 1939 inició la medición de sus índices de color, utilizando el telescopio Steward de 90 cm ubicado en Tucson.

Las estrellas situadas al sur de la declinación -48° eran inaccesibles para este instrumento, por lo que se puso en campaña para conseguir tiempo de observación en un telescopio similar ubicado en el hemisferio sur.

Luego de analizar la posibilidad de utilizar el instrumental de la Boyden Harvard Station en Bloemfontein, Sudáfrica, desechó la idea debido a que esta estación estaba trabajando con personal reducido. En consecuencia, consideró la alternativa del Observatorio de Córdoba. El 21 de octubre de 1940, Luyten escribió al director del observatorio argentino, proponiéndole una colaboración que le permitiera completar el programa, en particular empleando el telescopio de 1,5 metros instalado en la Estación Astrofísica de Bosque Alegre que suponía en funciones.

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Izquierda: carta de Willem J. Luyten, fechada el 21/10/1940, al director del Observatorio Nacional Argentino proponiendo la colaboración en el programa de búsqueda de Enanas Blancas.  Singularmente, la misiva fue dirigida a Charles D. Perrine, quien había dejado el puesto cuatro años atrás. Derecha: contestación de Enrique Gaviola, director del Observatorio, en la que se acepta la propuesta de trabajo – 6/11/1940 – (Museo Astronómico OAC, fotografías S. Paolantonio).

El Dr. Enrique Gaviola, que había asumido la dirección del observatorio poco tiempo antes luego de la renuncia de J. J. Nissen, apoyó inmediatamente la  iniciativa respondiendo la misiva el 6 de noviembre de ese año.

Gaviola seguramente veía una interesante oportunidad para que la institución participara de un trabajo astrofísico de gran importancia para la astronomía del momento, que permitiría hacer uso de la potencialidad del gran reflector. Además, como físico, tenía un particular interés en el tema, lo que se ve reflejado en uno de los párrafos incluidos en la comunicación de prensa en que se anuncia la colaboración iniciada:

“El estudio de las enanas blancas tiene pues, enorme importancia para la física en general y para las teorías atómicas en particular y ha influido ya considerablemente sobre las teorías cuánticas de la estructura atómica.” (La Voz del Interior y Los Principios del 11/09/1941)

Se encargó al astrónomo Martín Dartayet llevar adelante las observaciones.

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Izquierda: Willem J. Luyten, en oportunidad de su visita a Córdoba en 1946. Centro: Martín Dartayet (1942) Derecha: David Mc Leish (1940) (Archivo OAC, digitalización S. Paolantonio)

La idea era realizar exposiciones fotográficas de las estrellas seleccionadas, utilizando emulsiones sensibles a la zona amarilla del espectro luminoso. Los índices de color serían posteriormente derivados de la comparación entre la magnitud – brillo – de las estrellas medidas en estas placas y en otras sensibles al azul, realizadas con el refractor Bruce de 61 cm de la Estación Sur del Harvard Observatory (Luyten y Dartayet, 1942).

Primeramente se obtendrían con el astrográfico Gautier las fotografías de las estrellas más brillantes que la magnitud 14, mientras se aguardaba la habilitación del telescopio de Bosque Alegre, con el que se expondrían las placas para las más débiles, hasta la magnitud 17,7.

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Instrumentos que se emplearon en la búsqueda de enanas blancas. Izquierda: astrográfico Gautier del Observatorio Nacional Argentino. Derecha: telescopio reflector de 1,5 metros de diámetro instalado en la Estación Astrofísica de Bosque Alegre. Ambas fotografías tomadas aproximadamente en la época en que se realizó el trabajo (Archivo OAC, digitalización S. Paolantonio).

Convenida la colaboración, Luyten envío la lista de estrellas a observar, las indicaciones necesarias y las correspondientes placas fotográficas.

Corresponde destacar que este trabajo permitió solucionar las dificultades que se tenía con la obtención de placas y películas fotográficas, debido al bloqueo sufrido por Argentina como consecuencia de la guerra, lo que posibilitó llevar adelante otros proyectos que se desarrollaban en la institución (Gaviola, 1946b; 243).

Prontamente se iniciaron las tareas con el astrográfico, con una lista de 78 estrellas con movimientos propios superiores a los 0,5 segundos de arco al año. Para las exposiciones se utilizaron placas marca Eastman, tipo 103E y un filtro N°12[3].

Para minimizar el riesgo de pérdidas de las placas debido al bloqueo marítimo existente por la guerra, se realizaron copias de contacto de las placas logradas, que fueron enviadas por mar a Minnesota para que Luyten completara el trabajo y analizara los datos obtenidos. Los originales se retuvieron en Córdoba (Luyten y Dartayet, 1945). Más tarde las placas fueron llevadas a EE.UU., probablemente cuando Luyten visita el país en 1946[4].

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La inseguridad en la navegación provocada por  la guerra, llevó a que se tomaran recaudo para evitar la pérdida de las valiosas fotografías obtenidas en Córdoba. En lugar de las placas originales, se enviaron a EE.UU. copias positivas de las mismas. (ubootwaffe.blogspot.com/2008_01_01_archive.html)

La primera etapa estaba casi finalizada a mediados de 1941 y se terminó completamente a finales de 1943 (Luyten y Dartayet, 1945).

En la circular del observatorio de Harvard (Harvard Announcement Cards) número 602 del 12 de septiembre de 1941 se anuncia el descubrimiento de 3 tres nuevas enanas blancas, el primer logro del emprendimiento. El día anterior había salido una nota al respecto en la prensa local. En noviembre, en la circular 609 se indica el hallazgo de otra de estas estrellas.

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Circulares del Harvard Observatory N° 602 y 609 donde se anuncian el descubrimiento de cuatro enanas blancas realizado en el Observatorio Nacional Argentino (Biblioteca OAC, fotografía S. Paolantonio)

Luego de que se inaugurara la Estación Astrofísica de Bosque Alegre en julio de 1942, el 4 de junio de 1943 se inicia el trabajo con el telescopio de 1,5 metros, con la observación de la estrella LPM 262. A diferencia de lo realizado con el astrográfico, se obtienen tanto las fotografías en el amarillo como en el azul – en general con exposiciones de 10 a 30 minutos –. Cuando las condiciones de seguridad en la navegación se dieron, las placas fueron remitidas a Luyten, dado que la medición con los positivos no era muy satisfactoria (Gaviola, 1946; Luyten y Dartayet, 1945).

Seis nuevas enanas blancas halladas se anuncian en los números 691, 699 y 712 de la Harvard Announcement Cards, así como varias sospechosas o con características singulares.

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Anuncio del descubrimiento de las primeras tres nuevas enanas blancas realizado en el Observatorio Nacional Argentino por M. Dartayet utilizando el Astrográfico  (La Voz del Interior, 11/9/1942).

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W. Luyten en oportunidad de su vista al Observatorio Nacional Argentino en su 75 aniversario (1946). De derecha a izquierda Carlos Cesco, Roscoe Sanford, Willem Luyten, Bernard Dawson, Carlos Etchecopar y Rómulo Grandón (Biblioteca OAC)

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Placa de LPM 396, una de las enanas descubiertas, obtenidas con el telescopio reflector de 1,5 metros de la Estación Astrofísica de Bosque Alegre (Biblioteca OAC, digitalización S. Paolantonio)

También se lograron valores aproximados de índice de color para medio millar más de estrellas utilizando las placas de la Carte du Ciel y otras tomadas en Bosque Alegre.

La primera publicación del trabajo se realiza en 1942, con la autoría de Luyten y Dartayet, con el título “Preliminary Color Indices for Stars of Large Proper Motion” – Índices de colores preliminares de estrellas con gran movimientos propios –, que aparece en el Astrophysical Journal (Luyten y Dartayet, 1942) y tres años más tarde ve la luz la segunda parte en la misma revista (Luyten y Dartayet, 1945). Luyten escribe dos artículos más sobre el tema en 1949 y 1950.

Desde 1946, David Mc Leish reemplaza a Dartayet en las observaciones para este programa, el que se extendió para estrella con movimientos propios de 0,3 segundos de arco por año. Era director Ricardo Platzeck.

Para 1950, del centenar de enanas blancas conocidas, la notable cantidad de 29 habían sido halladas en Córdoba, todo un logro que da cuenta de la calidad del trabajo realizado.

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Izquierda: Anuncio del descubrimiento en la Estación de Bosque Alegre de la enana blanca más débil  (La Prensa, 15/6/1945). Derecha: Anuncio del hallazgo de la enana blanca número cien  (La Voz del interior, 15/8/1948).

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La prensa local aprovechó la ocasión de los descubrimientos de Enanas Blancas realizados por el Observatorio Nacional Argentino, para bromear sobre el tema relacionándolo con el aumento en el precio de la leche, tal como se puede leer en esta nota publicada en 1945 en el diario “Córdoba”. Aunque no se saca la cuenta, el litro de leche en una enana blanca (¡¿?!) costaría 6.000 pesos, suma enorme para gastarla diariamente si se tiene en cuenta que en aquel entonces los sueldos cobrados por los auxiliares del Observatorio rondaban los 300 pesos mensuales (Gaviola, 2006a). En cuanto a Don Augusto Boero mencionado en la nota, sin duda una persona de buen pasar para poder comprar 40 toneladas de leche a ¡semejante precio!, seguramente se hace referencia al industrial molinero de la ciudad de San Francisco, Córdoba, radical yrigoyenista que fue Senador provincial entre 1925 y 1928 (Frávega, 2006).

Agradecimientos: El autor agradece  a las autoridades de la Biblioteca y del Museo del Observatorio Astronómico de Córdoba, por facilitar el acceso al material que tan diligentemente resguardan.

Notas:

[1] → Willem Luyten nació en las Indias Orientales Holandesas, hoy Indonesia. Licenciado y doctorado (1921) en la Universidad de Amsterdam. Trabajó en el Observatorio Lick, en el Harvard College Observatory y principalmente en la Universidad de Minnesota, de la que por muchos años fue el único astrónomo. En la década de 1920 se dedicó al estudio de los movimientos propios para obtener paralajes estadísticos y perfeccionar el diagrama de Hertzsprung-Russell de las estrellas locales. Utilizando placas tomadas en el hemisferio sur, principalmente en la estación de Bloemfontein de Harvard. Determinó los movimientos propios de más de 120.000 estrellas. Participó en el descubrimiento de un gran número de enanas blancas. También analizó las órbitas de muchas estrellas binarias espectroscópicas. Fue profesor y divulgador muy exitoso, escribió más de 200 artículos para el New York Times. Se definía a sí mismo como un cascarrabias, se involucró en numerosas disputas con colegas por la prioridad de los descubrimientos. (The Bruce Medalists, http://www.phys-astro.sonoma.edu/BruceMedalists/).

[2] → El índice de color es un parámetro definido como la diferencia entre las magnitudes determinadas para dos regiones distintas del espectro luminoso, medidas por medio de dos detectores de luz con diferente respuestas al color (en este caso placas fotográficas). Existe una relación entre el índice de color y la temperatura superficial de una estrella, que determina el color de su luz integrada.

[3] → El código 103E corresponde a las placas que eran fabricadas para uso científico con emulsiones sensibles a la región amarilla del espectro luminosos. El filtro N°12 “minus-azul”, corresponde al color amarillo oscuro.

[4] → Todo el conjunto de placas del trabajo realizado en Córdoba fueron depositadas en una institución de preservación patrimonial en Carolina del Norte, EE.UU. (Sesiones Ordinarias del Consejo Consultivo del Observatorio Astronómico de la UNC, Actas 15 y 17 del 2009).

 

 

Bibliografía

 

  • Frávega, O. E. (2006). Historia de la Unión Cívica Radical de Córdoba, 1890-2000. Córdoba: Brujas.
  • Gaviola, E. (1946a). Los sueldos en el Observatorio de Córdoba. Comunicación al Ministro de Justicia e Instrucción Pública.
  • Gaviola, E. (1946b). Observatorio de Córdoba: Memoria correspondiente a los años 1944 y 1945. Revista Astronómica, N° 117, noviembre-diciembre, 243-257.
  • Luyten, W. J. (1945). The White Dwarfs. Astronomical Society of the Pacific Leaflets, Vol. 5, No. 202, 17-24.
  • Luyten, W. J. y Dartayet, M. (1942). Preliminary Color Indices for Stars of Large Proper Motion. Astrophysical Journal, vol. 96, 55-60.
  • Luyten, W. J. y Dartayet, M. (1945). Preliminary Color Indices for Stars of Large Proper Motion. II. Astrophysical Journal, vol. 102, 196.
  •  Cuaderno 1. Foco Newtoniano Bosque Alegre. Museo Astronómico OAC.

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Paolantonio, S. (2013). Buscando Enanas Blancas desde Córdoba. Disponible en https://historiadelaastronomia.wordpress.com/documentos/enanasblancas/. Recuperado el … (indicar la fecha).

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