Una de las consecuencias de las teorías de la relatividad de Einsteins es que todo se verá afectado por los potenciales gravitacionales, independientemente de su masa. Pero una comprensión más sutil es que la luz que escapa de un pozo gravitacional de este tipo debe perder energía, y dado que la energía para la luz está relacionada con la longitud de onda, esto hará que la luz aumente en longitud de onda a través de un proceso conocido como desplazamiento gravitacional al rojo.
Dado que la cantidad de desplazamiento al rojo depende de cuán profundamente dentro de un pozo gravitatorio esté un fotón cuando comienza su viaje, las predicciones han demostrado que los fotones que se emiten desde la fotosfera de una estrella de secuencia principal deberían desplazarse más hacia el rojo que los que provienen de gigantes hinchados . Con la resolución alcanzada el umbral para detectar esta diferencia, un nuevo artículo ha intentado detectar observacionalmente esta diferencia entre los dos.
Históricamente, se han detectado desplazamientos al rojo gravitacional en objetos aún más densos, como las enanas blancas. Al examinar la cantidad promedio de desplazamientos al rojo de las enanas blancas contra las estrellas de la secuencia principal en grupos como las Hyades y las Pléyades, los equipos informaron haber encontrado desplazamientos al rojo gravitacional del orden de 30-40 km / s (NOTA: el desplazamiento al rojo se expresa en unidades como si era una velocidad Doppler recesiva, aunque no lo es. Solo se expresa de esta manera por conveniencia). Incluso se han hecho observaciones más grandes para las estrellas de neutrones.
Para estrellas como el Sol, la cantidad esperada de desplazamiento al rojo (si el fotón escapara al infinito) es pequeña, apenas 0.636 km / s. Pero debido a que la Tierra también se encuentra en el pozo gravitacional del Sol, la cantidad de desplazamiento al rojo si el fotón escapara de la distancia de nuestra órbita solo sería 0.633 km / s, dejando una distancia de solo ~ 0.003 km / s, un cambio inundado por otras fuentes .
Por lo tanto, si los astrónomos desean estudiar los efectos del desplazamiento al rojo gravitacional en estrellas de densidad más normal, se requerirán otras fuentes. Por lo tanto, el equipo detrás del nuevo documento, dirigido por Luca Pasquini del Observatorio Europeo Austral, comparó el cambio entre las estrellas de la densidad media de las estrellas de secuencia principal con la de los gigantes. Para eliminar los efectos de diferentes velocidades Doppler, el equipo eligió estudiar grupos, que tienen velocidades consistentes en su conjunto, pero velocidades internas aleatorias de estrellas individuales. Para negar el último de estos, promediaron los resultados de numerosas estrellas de cada tipo.
El equipo esperaba encontrar una discrepancia de ~ 0.6 km / s, pero cuando se procesaron sus resultados, no se detectó tal diferencia. Las dos poblaciones mostraron la velocidad de recesión del grupo, centrada en 33,75 km / s. Entonces, ¿dónde estaba el cambio previsto?
Para explicar esto, el equipo recurrió a modelos de estrellas y determinó que las estrellas de secuencia principal tenían un mecanismo que podría compensar el desplazamiento al rojo con un desplazamiento al azul. A saber, la convección en la atmósfera de las estrellas cambiaría el material del blues. El equipo afirma que las estrellas de baja masa constituyeron la mayor parte de la encuesta debido a su número y se cree que dichas estrellas experimentan mayores cantidades de convección que la mayoría de los otros tipos de estrellas. Sin embargo, todavía se sospecha que este desplazamiento podría contrarrestar con tanta precisión el desplazamiento al rojo gravitacional.
Finalmente, el equipo concluye que, independientemente del efecto, las rarezas observadas aquí apuntan a una limitación en la metodología. Tratar de descubrir efectos tan pequeños con una población de estrellas tan diversa puede simplemente no funcionar. Como tal, recomiendan futuras investigaciones dirigidas solo a subclases específicas para la comparación a fin de limitar tales efectos.
