Cefeidas y candelas estándar

Una candela estándar es un tipo de objeto astronómico cuya luminosidad intrínseca puede deducirse de propiedades observables independientes de la distancia. Si se conoce el brillo absoluto de un objeto y se mide su brillo aparente, la ley del inverso del cuadrado entrega la distancia. La técnica convierte fotometría en metrología.

Las cefeidas son estrellas variables pulsantes cuyo brillo oscila con un periodo bien definido (días a meses). Henrietta Leavitt descubrió en 1908-1912 una relación lineal entre el periodo de pulsación y la luminosidad media: cuanto más largo el periodo, más luminosa la cefeida. Esa relación período-luminosidad las convierte en candelas estándar primarias para distancias galácticas y extragalácticas cercanas.

Cómo se usa una cefeida

1. Se mide el periodo de pulsación observando su curva de brillo.
2. La relación de Leavitt entrega la luminosidad absoluta.
3. Se mide el brillo aparente.
4. La diferencia entre absoluto y aparente, vía la ley del inverso del cuadrado, da la distancia.

La calibración inicial de la relación se hizo con cefeidas cercanas medidas por paralaje. Edwin Hubble la aplicó en los años 1920 a cefeidas observadas en la nebulosa de Andrómeda y demostró que estaba muy fuera de la Vía Láctea: Andrómeda era otra galaxia. El método sigue en uso, refinado, en proyectos como SH0ES (Riess et al.) para fijar la constante de Hubble local.

Otras candelas estándar

• Supernovas tipo Ia. Explosiones termonucleares de enanas blancas cuya luminosidad pico es muy uniforme tras corrección por curva de luz. Llegan mucho más lejos que las cefeidas y revelaron la aceleración del universo (Nobel 2011).
• TRGB (tip of the red giant branch). Discontinuidad en el diagrama H-R en la rama de gigantes rojas; útil como puente de calibración entre cefeidas y supernovas.
• Megamáseres de agua. Permiten medir distancias geométricas a algunas galaxias activas sin pasar por cefeidas.

Dónde aparece en Nuevas Ciencias

La escalera de distancias cósmicas: peldaño 10, “Las galaxias cercanas”. El ensayo presenta a Leavitt midiendo cefeidas para construir la candela estándar, y atribuye a Hubble el uso combinado de cefeidas y supernovas Ia para galaxias distantes.

Conceptos vecinos

• Escalera de distancias cósmicas
• Paralaje
• Henrietta Leavitt

Fuentes

• Wikipedia EN: Cepheid variable (Categoría 1)
• Leavitt, H. S., & Pickering, E. C. (1912). Periods of 25 Variable Stars in the Small Magellanic Cloud. Harvard College Observatory Circular, 173, 1-3. (Categoría 2)
• Riess, A. G., et al. (2022). A Comprehensive Measurement of the Local Value of the Hubble Constant. The Astrophysical Journal Letters, 934(1), L7. doi.org/10.3847/2041-8213/ac5c5b (Categoría 2)