Juan Echevarría
ESTRELLAS BINARIAS INTERACTIVAS
Desde el nacimiento de la colección de divulgación científica del Fondo de Cultura Económica en 1986, ésta ha mantenido un ritmo siempre ascendente que ha superado las aspiraciones de las personas e instituciones que la hicieron posible. Los científicos siempre han aportado material, con lo que han sumado a su trabajo la incursión en un campo nuevo: escribir de modo que los temas más complejos y casi inaccesibles puedan ser entendidos por los estudiantes y los lectores sin formación científica.
A los 10 años de este fructífero trabajo se dio un paso adelante, que consistió en abrir la colección a los creadores de la ciencia que se piensa y crea en todos los ámbitos de la lengua española —y ahora también del portugués—, razón por la cual tomó el nombre de La Ciencia para Todos.
Del Río Bravo al Cabo de Hornos y, a través de la mar Océano, a la Península Ibérica, está en marcha un ejército integrado por un vasto número de investigadores, científicos y técnicos, que extienden sus actividades por todos los campos de la ciencia moderna, disciplina que se encuentra en plena revolución y que continuamente va cambiando nuestra forma de pensar y observar cuanto nos rodea.
La internacionalización de La Ciencia para Todos no es sólo en extensión sino en profundidad. Es necesario pensar una ciencia en nuestros idiomas que, de acuerdo con nuestra tradición humanista, crezca sin olvidar al hombre, que es, en última instancia, su fin. Y, en consecuencia, su propósito principal es poner el pensamiento científico en manos de nuestros jóvenes, quienes, al llegar su turno, crearán una ciencia que, sin desdeñar a ninguna otra, lleve la impronta de nuestros pueblos.
Comité de Selección
Dr. Antonio Alonso
Dr. Francisco Bolívar Zapata
Dr. Javier Bracho
Dra. Rosalinda Contreras
Dr. Jorge Flores Valdés
Dr. Juan Ramón de la Fuente
Dr. Leopoldo García-Colín Scherer
Dr. Adolfo Guzmán Arenas
Dr. Gonzalo Halffter
Dr. Jaime Martuscelli
Dra. Isaura Meza
Dr. José Luis Morán
Dr. Héctor Nava Jaimes
Dr. Manuel Peimbert
Dr. Ruy Pérez Tamayo
Dr. Julio Rubio Oca
Dr. José Sarukhán
Dr. Alfonso Serrano
Dr. Guillermo Soberón
Dr. Elías Trabulse
Coordinadora
María del Carmen Farías
Juan Echevarría
La Ciencia para Todos / 49
Primera edición (La Ciencia desde México), 1987
Segunda edición (La Ciencia para Todos), 1997
Tercera edición, 2002
Primera edición electrónica, 2010
Dibujos de Joel Limón Bonilla
La Ciencia para Todos es proyecto y propiedad del Fondo de Cultura Económica, al que pertenecen también sus derechos. Se publica con los auspicios de la Secretaría de Educación Pública y del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología.
D. R. © 1987, Fondo de Cultura Económica
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ISBN 978-607-16-0347-0
Hecho en México - Made in Mexico
A ENCARNACIÓN
Que esta nueva edición gire alrededor
de nuestro sistema binario interactivo
Estas hechiceras estrellas dobles, parejas graciosas y espléndidas, giran unas alrededor de las otras como en un vals lento en el seno de la inmensidad estrellada juntando sus fuegos multicolores.
Aquí recibimos continuamente de nuestro ardiente foco una resplandeciente luz blanca, que contiene en su rayo la potencia de todos los colores imaginables; pero ¡cuál no debe ser la iluminación fantástica de los mundos que gravitan alrededor de esos soles múltiples y colorados derramando en torno suyo raudales de luz rosa, roja o anaranjada!, ¡qué espectáculos miríficos debe ofrecer la vida en esas regiones!
Astronomía de las damas,
CAMILLE FLAMMARION,
1903, Francia.
El propósito de este libro es el de presentar un tema de actualidad en la astronomía moderna; un tema que seguramente atraerá la curiosidad del lector por su sencillez misma, y más aún por la curiosidad física que representa. Se trata simplemente de estrellas dobles; parejas de soles, como muchas otras, pero que están intercambiando materia entre sí debido a la cercanía a que se hallan sus componentes.
El material aquí presentado proviene de trabajos de investigación realizados en los últimos 20 o 30 años por personas que han desarrollado esta área y que continúan aún activas en el campo astronómico. Se aborda un tema que surge como consecuencia del auge de la tecnología, de los grandes telescopios y de los nuevos instrumentos de detección que permiten, actualmente, la observación de objetos débiles, que en el pasado no habían podido medirse con la precisión requerida para entender su naturaleza.
Para poder hablar apropiadamente de estas estrellas dobles que están intercambiando materia (que a partir de aquí llamaremos binarias interactivas), y en especial, para describir los mecanismos que originan dichos objetos, es necesario dar primero un espacio en esta obra a otros temas íntimamente relacionados al primero. Éstos son: la evolución estelar y el estudio de las estrellas dobles en general. Estos dos temas han sido tratados ampliamente a nivel de divulgación por diversos autores y por lo tanto la discusión que aquí se hará se centrará alrededor de las estrellas binarias cercanas. Por esta razón el libro estará dividido en tres partes. En la primera parte se revisarán algunos aspectos sobre evolución estelar; primeramente los relacionados con la evolución de una estrella sencilla; y en segundo lugar, aquellos aspectos que alteran la evolución de una estrella, debido a la presencia de una compañera cercana. Para terminar esta primera parte se presentarán algunos métodos básicos para medir la distancia a las estrellas. En la segunda parte se hará una síntesis de las binarias en general, en la que se incluirá a aquellas cuyas componentes están muy alejadas unas de otras y en las que no se produce una interacción muy fuerte; se discutirán algunos criterios para clasificar estrellas binarias, y se verán distintos grupos como: las binarias visuales, las binarias espectroscópicas y las binarias fotométricas. En la tercera parte se presentará la problemática general sobre las binarias interactivas y se introducirán los conceptos físicos más relevantes como: el lóbulo de Roche y los discos de acreción; se presentará a las variables cataclísmicas como una clase muy especial de binarias interactivas; y, finalmente, se discutirán otros tipos de binarias interactivas. El material, en la primera y segunda partes del libro, es esencial para el entendimiento adecuado de la tercera.
Finalmente, cabe aquí aclarar que una de las metas de la astronomía actual es la de explicar la existencia de los cuerpos celestes a partir de una base física, por lo que se requiere realizar una descripción basada en parámetros cuantificables como la temperatura, la luminosidad, el radio y la masa, entre otros. Estos conceptos, así como otros términos técnicos del lenguaje astronómico, son importantes para el entendimiento adecuado del tema de este libro. En vez de explicar estos términos ampliamente en el texto (lo que complicaría enormemente la presentación) u omitirlos enteramente, se ha optado por incluir un amplio glosario al final del libro que servirá de ayuda para el lector. En este glosario podrán encontrarse todas las palabras que a lo largo del texto aparezcan en negritas.
Evolución estelar
Hasta aquí hemos explicado el fenómeno de los cielos y de nuestro mar por el poder de la gravedad, pero no hemos aún encontrado la causa de este poder. Ciertamente esto debe proceder de una causa que penetra hasta los mismos centros del sol y los planetas, sin sufrir la más mínima disminución de su fuerza; que no opera de acuerdo a la cantidad de las superficies de las partículas sobre las que actúa (como suelen ser las causas mecánicas), sino de acuerdo a la cantidad de materia sólida que contienen, y propaga su virtud a todos lados hasta distancias inmensas, siempre decreciendo como el cuadrado inverso de las distancias.
Philosophiae naturalis principia mathematica
Sir ISAAC NEWTON, 1687