Resuelto el enigma del oscurecimiento de Betelgeuse

Betelgeuse es una estrella supergigante roja que ha aumentado mucho de tamaño en los últimos millones de años como resultado de complejos cambios evolutivos y a causa de los procesos de fusión nuclear en su núcleo. Para hacernos una idea su magnitud diremos que Betelgeuse es tan colosal que, si reemplazara al Sol en el centro de nuestro Sistema Solar, su superficie exterior se extendería más allá de la órbita de Júpiter.

No obstante no ha sido su tamaño lo que ha llamado la atención de los científicos durante los últimos meses. A comienzos octubre de 2019, Betelgeuse comenzó a exhibir un fenómeno sin precedentes: su brillo se atenuó de tal manera que pudo apreciarse incluso a simple vista aquí en la Tierra, y para mediados de febrero de 2020, el brillo de esta estrella monstruosa se había reducido en más de un tercio. Para abril de 2020, la estrella había vuelto a su brillo normal.

Betelgeuse es tan colosal que, si reemplazara al Sol en el centro de nuestro Sistema Solar, su superficie exterior se extendería más allá de la órbita de Júpiter

Este oscurecimiento suscitó todo tipo de hipótesis entre las que ganó fuerza la de que Betelgeuse se encontraba muy próxima a su muerte en forma de supernova y que en menos de 10.000 años ofrecería el espectáculo de luces más insólito jamás observado desde nuestro planeta. Otras elucubraciones, sin embargo, no daban excesiva importancia al oscurecimiento del astro, ya que la titánica Betelgeuse es una estrella pulsante sometida a un cambio periódico en su brilllo.

Ahora no obstante, gracias a las nuevas observaciones del Telescopio Espacial Hubble, un equipo de investigadores sugiere que lo que oscureció el brillo de la que desde nuestra posición conforma el hombro izquierdo de Orión, en la constelación del mismo nombre, fue la formación de una nube de polvo producto de una eyección de plasma. Este habría escapado del afloramiento de una supercélula de convección en la superficie de la estrella atravesando la atmósfera caliente de la gigante roja hasta alcanzar las capas exteriores más frías, donde se enfrió formando una densa nube de polvo estelar y gas.

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Así, las observaciones del incansable Hubble han revelado nuevas e importantes pistas sobre la atenuación de Betelgeuse. «Gracias al Hubble, hemos observado cuando el material salió de la superficie visible de la estrella y se movió a través su la atmósfera, antes de que se formara el polvo que hizo que la estrella pareciera atenuarse», explica la investigadora Andrea Dupree, directora asociada del Centro de Astrofísica de la Universidad de Harvard y el Instituto Smithsonian. «Detectamos los movimientos de plasma en una región densa y caliente en la parte sureste de la estrella moviéndose hacia afuera» continúa. «Este material era de dos a cuatro veces más luminoso que el brillo normal de la estrella», añade la investigadora. “Y luego, aproximadamente un mes después, el hemisferio sur de Betelgeuse se oscureció de manera notoria a medida que la estrella se debilitaba. Creemos que es posible que este flujo de salida que detectó Hubble se materializó en una densa nube de polvo y gas que oculto el brillo de la estrella. Solo el Hubble nos proporciona esta evidencia de lo que llevó a la atenuación «.

La historia de amor entre un telescopio y una estrella

El equipo comenzó a valerse del Hubble a principios del año pasado para analizar la estrella masiva. Sus observaciones son parte de un estudio del Hubble de tres años para monitorear las variaciones en la atmósfera exterior de la estrella. La sensibilidad del telescopio a la luz ultravioleta permitió a los investigadores sondear las capas sobre la superficie de Betelgeuse, que son tan calientes que emiten principalmente en esta región espectro y no que se ven con luz visible. Estas capas se calientan en parte por las turbulentas células de convección de la estrella que emergen a la superficie.

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“La resolución espacial de una superficie estelar solo es posible en casos favorables y solo con el mejor equipo disponible”, explica Klaus Strassmeier del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP) en Alemania. «En ese sentido, Betelgeuse y el Hubble están hechos el uno para el otro».

Los espectros del Hubble, tomados a principios y finales de 2019 y en 2020, sondearon la atmósfera exterior de la estrella midiendo líneas espectrales de magnesio ionizado. De septiembre a noviembre de 2019, los investigadores midieron el material que pasó desde la superficie de la estrella a su atmósfera exterior. Este material denso y caliente continuó escapando más allá de la superficie visible de Betelgeuse, viajando a millones de kilómetros de la superficie de la estrella. A esa distancia, el material se enfrió lo suficiente como para formar polvo, explican los investigadores. Esta interpretación es consistente con las observaciones de luz ultravioleta del Hubble de febrero de 2020, que mostraron que el comportamiento de la atmósfera exterior de la estrella, pese a su oscurecimiento, continuaba con normalidad.

Comparativa Betelgeuse vs Sistema Solar

Aunque Dupree no conoce la causa del estallido, cree que fue ayudado por el ciclo de pulsaciones de la estrella, que también continuó, según lo confirmado por las observaciones de luz visible, de manera habitual durante el evento de oscurecimiento. Para ello Strassmeier utilizó un telescopio del Instituto Leibniz de Astrofísica llamado STELLar Activity –STELLA– para medir los cambios en la velocidad del gas en la superficie de la estrella en relación a su ciclo de pulsaciones: la estrella se estaba expandiendo al mismo tiempo que la célula convectiva estaba surgiendo y la pulsación que fluía hacia afuera desde el interior de Betelgeuse pudo haber ayudado a impulsar el plasma hacia la atmósfera.

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La supergigante roja está destinada a terminar su vida en una explosión de supernova y algunos astrónomos piensan que el oscurecimiento repentino puede ser un evento anterior a esta. La estrella está relativamente cerca, a unos 725 años luz de distancia, por lo que el evento de atenuación se calcula que habría ocurrido alrededor del año 1300.

A día de hoy las observaciones del astro pasan por horas bajas, ya que Betelgeuse se encuentra en estos momentos en el cielo diurno, demasiado cerca del Sol para las observaciones del Hubble, sin embargo Dupree y sus colaboradores tendrán otra oportunidad de observar la estrella con el Hubble a finales de agosto y principios de septiembre, tras lo que quizá nos puedan contar con más detalle lo que se cuece en el interior de la – en condiciones normales- novena estrella más brillante de nuestro firmamento.