Sirio B

Sirius B es una estrella enana blanca y la débil compañera de Sirius A , la estrella más brillante del cielo nocturno de la Tierra (también conocida como la "Estrella del Perro"), ubicada en la constelación de Canis Major o el "Can Mayor". ^{[ 10 ]}

Es una enana blanca, un remanente de una estrella de masa intermedia que ha agotado su combustible, y es el ejemplo más cercano a la Tierra. Es el componente secundario del sistema binario Sirio , del cual el componente 'A' es la estrella más brillante en el cielo nocturno . ^{[ 11 ]} Sirio B, por otro lado, no se puede ver a simple vista, ya que su luminosidad es solo el 2% de la del Sol. Sirio es el quinto sistema estelar más cercano al Sol, a 8,6 años luz de distancia. ^{[ 10 ]}

Como todas las enanas blancas, Sirius B es densa: si bien su tamaño es comparable al de la Tierra, su masa es equivalente a la del Sol. ^{[ 12 ]} Son los restos de una estrella de 5 M _☉ que existió hasta hace unos 100 millones de años. La temperatura actual de Sirius B es de 25 000 K (24 700 °C; 44 500 °F) , 2,5 veces más caliente que Sirius A y más de cuatro veces más caliente que el Sol. Ya no produce energía mediante fusión nuclear y se enfriará a medida que su calor restante escape al espacio con el tiempo.    

Debido a su proximidad, Sirio B ha sido objeto de numerosos estudios en las últimas décadas en un intento por descubrir planetas extrasolares . Ninguno de ellos ha detectado un planeta alrededor de Sirio B, aunque las observaciones actuales no descartan la existencia de alguna estructura planetaria.

Las enanas blancas son remanentes de estrellas de masa intermedia (como el Sol) que han agotado su combustible. ^{[ 13 ]} Las estrellas producen energía mediante la fusión nuclear de cuatro núcleos de hidrógeno en un núcleo de helio. La energía liberada equilibra la irradiada por la estrella y la mantiene en equilibrio hidrostático . Finalmente, en las estrellas de masa intermedia, el núcleo se queda sin hidrógeno, las capas exteriores comienzan a expandirse y la estrella se convierte en una gigante roja , decenas o cientos de veces su tamaño original. El núcleo se contrae una vez que no hay producción de energía para mantenerlo contra la gravedad. Entonces comienza la fusión nuclear de hidrógeno en una capa que rodea el núcleo y, cuando la temperatura del núcleo es lo suficientemente alta, se logra la fusión de helio en carbono. En sus últimas etapas evolutivas, la estrella expulsa sus capas exteriores y solo queda un núcleo degenerado. ^{[ 14 ]}

Las enanas blancas no producen energía mediante fusión nuclear y emiten su calor residual, enfriándose con el tiempo. ^{[ 14 ]} Cuando prácticamente todo el calor se haya disipado, se convertirán en enanas negras , lo que se espera que tarde más de 10 billones de años, mucho más que la edad actual del universo de 14 mil millones de años. Las enanas blancas tienen una densidad enorme, de 100 000 a 100 000 000 gramos por centímetro cúbico , ^{[ 15 ]} de modo que una cucharadita de materia de enana blanca podría pesar 5,5 toneladas. ^{[ 14 ]} Una de las enanas blancas más pequeñas y masivas es ZTF J1901+1458 , que es más de 1,3 veces más masiva que el Sol, pero tiene un radio de tan solo2140  km , entre la Luna y Mercurio . ^{[ 16 ]} Otras enanas blancas típicas como Procyon B o van Maanen 2 tienen masas de 0,6 ^{[ 17 ]} y 0,7 masas solares ( M _☉ ) ^{[ 18 ]} y radios de aproximadamente 0,012 ^{[ 19 ]} y 0,011 radios solares ( R _☉ ), ^{[ 18 ] [ b ]} respectivamente.

El descubrimiento de Sirio B data de mediados del siglo XIX. En una carta fechada el 10 de  agosto de 1844, el astrónomo alemán Friedrich Wilhelm Bessel descubrió que el movimiento aparente de Sirio A variaba, algo nunca antes observado. Este fue el primer indicio de que Sirio tenía un compañero invisible. ^{[ 20 ]} El débil compañero, Sirio B, fue observado por primera vez el 31 de enero de 1862 por el fabricante de telescopios y astrónomo estadounidense Alvan Graham Clark . ^{[ 21 ]} Esto ocurrió durante las pruebas de un gran telescopio refractor de 18,5 pulgadas (470 mm) de apertura para el Observatorio de Dearborn , que era una de las lentes de telescopio refractor más grandes existentes en ese momento y el telescopio más grande de los Estados Unidos . ^{[ 22 ]} El avistamiento de Sirio B fue confirmado el 8 de marzo con telescopios más pequeños. ^{[ 23 ]}   

En 1915, Walter Sydney Adams , utilizando un reflector de 60 pulgadas (1,5 m) en el Observatorio Mount Wilson , observó el espectro de Sirius B y determinó que era una estrella blanquecina tenue. ^{[ 24 ]} Esto llevó a los astrónomos a concluir que era una enana blanca, la segunda en ser descubierta, después de 40 Eridani B. ^{[ 25 ]}  

Debido a la proximidad de Sirio A, cuya luz eclipsa a Sirio B, las observaciones de Sirio B fueron difíciles en el siglo XX. En particular, medir propiedades físicas como el radio y la temperatura fue extremadamente difícil debido a estas interferencias, mientras que la masa se podía medir con relativa facilidad a partir de la órbita del sistema binario. Sin embargo, en longitudes de onda ultravioleta , Sirio B es más brillante que Sirio A, y con el desarrollo de satélites ultravioleta en la segunda mitad del siglo, como el Extreme Ultraviolet Explorer (EUVE) y el International Ultraviolet Explorer (IUE), se lograron mediciones precisas de dichas propiedades. En 1998, astrónomos que combinaron mediciones espectroscópicas de los satélites EUVE e IUE derivaron una temperatura de25.000 ± 35 K  , junto con una gravedad superficial de 10^{8,51 ± 0,04 cgs}  , precisiones mucho mayores que las de observaciones anteriores. Un año antes, la misión Hipparcos midió directamente la distancia del sistema a partir de la paralaje , obteniendo un valor de 2,637 ± 0,011 pársecs (8,601 ± 0,036 años luz ) , una mejora del 20% con respecto a mediciones anteriores. Junto con los datos ultravioleta, esto resultó en un radio de    0,0084 ± 0,000 25 R _☉  . ^{[ 7 ]}

La masa de Sirius  B se puede medir basándose en la relación entre masa, período orbital y semieje mayor en _la tercera ley de Kepler . La primera medición, en 1910, resultó en un valor de 0,94 M☉ . ^{[ 26 ]} Esto no está tan lejos de las mediciones modernas; una de 2017 que combina múltiples observaciones arroja un valor de 1,018 ± 0,011 M _☉  . ^{[ 6 ]} La masa de Sirius  B la convierte en una de las enanas blancas más masivas conocidas, casi el doble del promedio de 0,6 M _☉ . ^{[ 27 ]} 

El radio de Sirius  B es 0,008098 ± 1,6% veces el radio del Sol , ^{[ 6 ]} equivalente a 5635 km (3501 mi) o 0,88 veces el radio de la Tierra (6378 km). Esto es significativamente menor que otras enanas blancas, como Procyon B o van Maanen 2. Las enanas blancas, debido a su estructura, tienen la propiedad inusual de que cuanto más masivas son, más pequeñas son, por lo que una enana blanca más pequeña tiene más masa que una más grande. ^{[ 28 ]} _{La masa y el} radio de Sirius B también se pueden medir a partir de su corrimiento al rojo gravitacional , que da ^como resultado valores de 1,017 M☉ y 0,00803 _R☉ . ^{[ 29} ]     

Como las enanas blancas no producen calor y se enfrían con el tiempo, su edad como enana blanca se puede estimar calculando cuánto tiempo tardó en enfriarse hasta su temperatura actual, la llamada "edad de enfriamiento". Sirius  B tiene una masa de 1,02 M _☉ y una temperatura de 25 000 K o °C, ^{[ 8 ]} en comparación con los 5772 K (5499 °C) del Sol ^{[ 30 ]} o los 9845 K (9572 °C) de Sirius A. ^{[ 31 ]} A partir de este método, se obtiene una edad de 126 millones de años. Esto es aproximadamente la mitad de la edad total del sistema de 230 millones de años, ^{[ 6 ]} la otra mitad es el tiempo que tarda la estrella en consumir su combustible y convertirse en una enana blanca.      

A partir de cálculos teóricos, la masa del progenitor de Sirio  B se calcula en5,0 ± 0,1 veces la masa del Sol, ^{[ 6 ]} y se estima que fue una estrella de secuencia principal de tipo B de clase B5V. ^{[ 32 ] [ 33 ]} La mayor masa significa que Sirius  B solía ser más luminosa que Sirius  A, por lo que consumió el hidrógeno en su núcleo mucho más rápido. Una mayor masa en el sistema también significa que la órbita solía ser más pequeña: se predice que el periastro estaba entre 1,5 y 1,6  UA. Durante la fase de gigante roja  , Sirius B se expandió hasta alcanzar cientos de veces el tamaño del Sol, transfiriendo potencialmente masa a Sirius  A, aunque nunca engulló a su compañera. ^{[ 6 ]}

Sirius  B está compuesta principalmente por una mezcla de carbono y oxígeno generada por la fusión de helio en la estrella progenitora. ^{[ 8 ]} Esta se encuentra cubierta por una envoltura de elementos más ligeros, con los materiales segregados por masa debido a la alta gravedad superficial. ^{[ 34 ]} La atmósfera exterior de Sirius  B es ahora casi puro hidrógeno —el elemento con la masa más baja— y no se observan otros elementos en su espectro. ^{[ 35 ]}

Sirius B ha sido objeto de múltiples estudios y búsquedas de exoplanetas orbitándolo. Los métodos de detección incluyen monitoreo de velocidad radial , imágenes directas y métodos astrométricos , pero no se ha detectado ningún exoplaneta. ^{[ 36 ]} Las imágenes de alto contraste con instrumentos como VLT/SPHERE y el Telescopio Espacial Hubble han descartado planetas gigantes con masas mayores a aproximadamente 10–35 M _J a separaciones de unas pocas UA. ^{[ 37 ]} La astrometría de Gaia DR3 muestra una aceleración que puede o no ser explicada completamente por la estrella compañera Sirius A; no se puede descartar un planeta no detectado menor a 1–2 M _{J a una distancia de 0.5–1.3 UA.} ^{[ 38 ]} Se han encontrado múltiples exoplanetas alrededor de otras enanas blancas, la primera de las cuales fue PSR B1620−26 b . ^{[ 39 ]} 

• Lista de estrellas en Canis Major
• Lista de estrellas más cercanas

• Imagen astronómica del día de la NASA: Sirio B en rayos X (6 de octubre de 2000)
• "Sirius Matters: Contacto extraterrestre" . Centro de rayos X Chandra . 28 de noviembre de 2000. Consultado el 21 de marzo de 2021 .
• Sankey, John. "Entendiendo el tiempo con seriedad" . www.johnsankey.ca . Archivado del original el 21 de febrero de 2020. Consultado el 21 de marzo de 2021 .