Es oficial: Betelgeuse estornudó y se resfrió. La causa de la misteriosa caída de brillo de la estrella fue una nube gigante de polvo, expulsada por la supergigante roja, pero solo pudo hacerlo porque la temperatura cambiante de la estrella lo permitió.
El gran oscurecimiento de Betelgeuse, como se conoce al evento, desconcertó a los astrónomos. La estrella, generalmente una de las más brillantes del cielo, comenzó a oscurecerse en septiembre de 2019. Para febrero de 2020, se había atenuado en un 35%, comportamiento que nunca antes se había observado.
Las imágenes de la superficie de la estrella tomadas durante el evento utilizando el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral muestran claramente los cambios en el brillo de Betelgeuse. Con estos nuevos datos, dicen los astrónomos, un estornudo de gas que se condensa en polvo debido al enfriamiento de la superficie es realmente la mejor explicación que se ajusta. Esto es tremendamente emocionante, porque podría ayudarnos a comprender un proceso que durante mucho tiempo ha sido un misterio: cómo las estrellas masivas expulsan su masa antes de convertirse en supernova y sembrar el Universo con elementos pesados.
“Hemos sido testigos directos de la formación del llamado polvo de estrellas”, dijo el astrofísico Miguel Montargès del Observatoire de Paris en Francia y KU Leuven en Bélgica.
Cuando los astrónomos observaban la Gran Atenuación, había dos principales contendientes en cuanto a su causa: el enfriamiento de la superficie estelar o una nube de polvo expulsada por la estrella cuando sufre una pérdida de masa. Las gigantes rojas como Betelgeuse son inestables. Es la etapa de la vida del crepúsculo para las estrellas realmente gruesas, entre 8 y 35 veces la masa del Sol. Estas estrellas arden muy calientes y tienen una esperanza de vida relativamente corta. Se cree que Betelgeuse tiene entre 8 y 8,5 millones de años, y su secuencia principal de días se realizó hace alrededor de 1 millón de años (el Sol tiene alrededor de 4,600 millones de años y solo la mitad de su vida).
Betelgeuse se convirtió en una supergigante roja hace unos 40.000 años. A estas alturas, la estrella se ha quedado sin hidrógeno en su núcleo y está fusionando helio en carbono y oxígeno. El núcleo de la estrella también se ha contraído, lo que trae más hidrógeno a la región inmediatamente alrededor del núcleo, formando una capa de hidrógeno, esta capa de hidrógeno se fusiona en helio, que luego se vierte en el núcleo para alimentar la fusión del helio.
Eventualmente, la estrella llegará a un punto en el que su núcleo no tiene suficiente calor y presión para continuar fusionando elementos, y se convertirá en supernova, convirtiéndose en una estrella de neutrones o en un agujero negro. Sin embargo, eso no sucederá hasta dentro de algún tiempo.
Pero, antes de que estrellas como estas se conviertan en supernovas, expulsan masa al espacio circundante, esparciendo todos esos elementos pesados que fusionaron en sus núcleos. Este proceso es poco conocido.
“Uno de los principales misterios sobre las estrellas supergigantes rojas es que no sabemos cómo se desencadena su pérdida de masa”, dijo Montargès al sitio web ScienceAlert.
“Sabemos que está sucediendo, pero no entendemos el mecanismo que permite que el material salga de la fotosfera de la estrella. Aquí es posible que hayamos presenciado un episodio de pérdida de masa más intenso de Betelgeuse, o tal vez el mecanismo regular. De hecho, podría estar perdiendo su masa todo el tiempo así, pero solo en otras direcciones, sin causar ningún oscurecimiento”.
Según un análisis anterior realizado con imágenes del Telescopio Espacial Hubble, parecía probable una nube de polvo. Con las imágenes del VLT, Montargès y su equipo pudieron ampliar eso. Debido a que Betelgeuse es tan grande y está tan cerca de la Tierra (la medición más reciente la sitúa a 548 años luz de distancia, lo que sitúa el tamaño de la estrella en 764 veces el del Sol), aparece como un disco a través de un telescopio. Eso significa que el VLT pudo mostrar claramente que la atenuación estaba localizada en el hemisferio sur de la estrella.
Usando el modelaje, Montargès y su equipo luego exploraron las posibilidades. Sus resultados sugirieron que la caída en el brillo fue el resultado tanto del enfriamiento como del polvo. Según sus hallazgos, Betelgeuse expulsó una burbuja de gas algún tiempo antes de la atenuación; esto fue observado por Hubble.
“Con Hubble, pudimos ver el material a medida que abandonaba la superficie de la estrella y se movía a través de la atmósfera, antes de que se formara el polvo que hizo que la estrella pareciera oscurecerse”, dijo la astrofísica Andrea Dupree del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, quien Trabajó en ambos papeles.
Más tarde, cuando un parche de la fotosfera de la estrella se enfrió en el lugar correcto, la caída de temperatura fue suficiente para que algunos de los elementos vaporosos de la burbuja, como el silicio, se condensaran y se endurecieran en granos de polvo. Fue esta nube de polvo la que oscureció la luz de la estrella.
El equipo espera que esta información les ayude a encontrar signos de pérdida de masa similar en otras estrellas gigantes rojas. Mientras tanto, atenuándose o no, el brillo no ha desaparecido de Betelgeuse. La estrella ha sorprendido a todos y los astrónomos continuarán observándola en busca de signos de otro comportamiento extraño.
“He querido presenciar un evento de pérdida masiva de una supergigante roja durante mucho tiempo. Aquí lo vemos en la línea de visión (causando un oscurecimiento) y sucede en la supergigante roja más famosa de todas: Betelgeuse. No puedo creerlo”, dijo Montargès.
“Pero lo más emocionante fue estar afuera en el invierno 2019-2020 y ver la estrella tan tenue en comparación con Rigel. ¿Con qué frecuencia podemos ver a una estrella cambiar tanto su apariencia? Fue un privilegio presenciarlo”.
Fuente: Science Alert.
