Por qué Betelgeuse se atenuó


Betelgeuse, la gran estrella rojiza que es el segundo punto más brillante de la constelación de Orión (después de Rigel), ha desconcertado a los astrónomos durante años. A partir de octubre de 2019, Belegeuse comenzó a atenuarse considerablemente y, finalmente, alcanzó 1/3 de su brillo normal unos meses después. Y luego, misteriosamente, comenzó a brillar nuevamente y (a partir de febrero de 2022) se ha mantenido en un rango de brillo normal. La razón más probable parecía ser una nube de polvo circunestelar en lugar de cualquier cambio en el brillo intrínseco de la estrella.

Utilizando datos del Telescopio Espacial Hubble (HST) de la NASA y varios otros observatorios, los astrónomos han concluido que la eyección de masa superficial (SME) fue la culpable. Este evento ocurrió en 2019 cuando Betelgeuse liberó una masa sustancial de material que se enfrió para formar un anillo de polvo circunsolar, oscureciendo la estrella. En contraste con lo que sucede regularmente con nuestro Sol durante una eyección de masa coronal (CME), Betelgeuse expulsó aproximadamente 400 mil millones de veces más masa que una CME típica. Esta es la primera vez que se ve algo de esta naturaleza en el comportamiento de una estrella normal.

La impresión de un artista de Betelgeuse. Su superficie está cubierta por grandes manchas estelares, que reducen su brillo. Durante sus pulsaciones, estas estrellas liberan regularmente gas a su entorno que se condensa en polvo. Crédito: departamento de gráficos MPIA

Betelgeuse, una de las estrellas más grandes y brillantes del cielo, se encuentra fácilmente en el cielo nocturno mirando hacia el «hombro» derecho de Orión. Esta supergigante roja es lo que sucede cuando las estrellas ya no están en su fase de secuencia principal y se expanden para volverse significativamente más grandes. Si estuviera ubicada en nuestro Sistema Solar, Betelgeuse se tragaría a Mercurio hasta Marte, y su superficie exterior se extendería más allá de la órbita de Júpiter. La estrella también se conoce como estrella variable semirregular, lo que significa que su brillo varía con el tiempo pero de una manera que está sujeta a ciclos y es predecible.

Debido a su prominencia en el cielo nocturno, el oscurecimiento de Betelgeuse fue fácilmente perceptible por los observadores del patio trasero que usaban telescopios pequeños, binoculares e incluso a simple vista. Para determinar la causa exacta, Andrea Dupree, astrónoma del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian (CfA), y sus colegas se basaron en las observaciones del venerable Hubble. En 1996, Dupree y Ronald L. Gilliland del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) usaron el Hubble para observar puntos calientes en la superficie de Betelgeuse, lo que constituyó la primera imagen directa de una estrella distinta del Sol.

Esta vez, Dupree y sus colegas combinaron las observaciones del Hubble con imágenes y datos espectroscópicos de otros instrumentos para comprender completamente el comportamiento de Betelgeuse antes, durante y después del evento. Esto incluyó datos del observatorio robótico STELLA, el espectrógrafo Echelle del reflector Tillinghast (TRES) del Observatorio Fred L. Whipple, la nave espacial del Observatorio de Relaciones Terrestres Solares de la NASA (STEREO-A) y la Asociación Estadounidense de Observadores de Estrellas Variables (AAVSO). Estas observaciones revelaron que en 2019, Beteleguese «explotó» y lanzó una enorme cantidad de material al espacio.

Al igual que una CME, esta eyección masiva probablemente fue causada por un chorro flotante de material sobrecalentado que burbujeaba desde el interior de la estrella (también conocido como penacho convectivo). Se estima que este penacho se midió más de un millón de kilómetros de ancho y varias veces la masa de nuestra Luna. Tan grandes fueron los impactos y las pulsaciones que fue suficiente para despegar una porción considerable de material de la capa exterior de Betelgeuse (fotosfera). Una vez liberado, este material habría creado una gran mancha fría debajo de la superficie de Betelgeuse y se habría enfriado para formar una gran nube de polvo oscurecedor.

Además, Betelgeuse aún no se ha recuperado del todo del susto que le ha causado este evento. La frecuencia de pulsación de 400 días de la supergigante ahora se ha ido (quizás temporalmente), algo que los astrónomos no han visto en casi 200 años de observaciones. La repentina desaparición de esta variabilidad en el brillo y los movimientos de la superficie es una prueba más de lo perjudicial que fue esta explosión. Como explicó Dupree en un reciente comunicado de prensa de la NASA:

“Betelgeuse continúa haciendo algunas cosas muy inusuales en este momento; el interior es una especie de rebote. Nunca antes habíamos visto una gran eyección masiva de la superficie de una estrella. Nos quedamos con algo que no entendemos completamente. Es un fenómeno totalmente nuevo que podemos observar directamente y resolver los detalles de la superficie con el Hubble. Estamos viendo la evolución estelar en tiempo real”.

Esta ilustración muestra los cambios en el brillo de la estrella supergigante roja Betelgeuse, luego de la eyección masiva titánica de una gran parte de su superficie visible. Créditos: NASA/ESA/Elizabeth Wheatley (STScI)

Estas observaciones podrían arrojar nuevas pistas sobre cómo las estrellas rojas pierden masa al final de sus vidas a medida que su combustible nuclear se agota lentamente, culminando finalmente en una supernova. La cantidad de masa que arrojan a medida que se acercan al final de su fase de gigante roja tendría un efecto significativo en su destino. Además, la forma en que este evento empequeñece por completo las eyecciones de la corona del Sol podría sugerir que las PYME y las CME son clases separadas de eventos estelares. La buena noticia es que, a pesar del comportamiento reciente de Betelgeuse, no hay razón para sospechar que podría convertirse en una supernova en el corto plazo.

Según los espectros obtenidos por TRES y Hubble, las capas exteriores de Betelgeuse han vuelto a la normalidad, aunque la superficie aún muestra signos de actividad boyante a medida que la fotosfera se reconstruye. Dupree y sus colegas sugieren que las celdas de convección del interior de la estrella (debajo de la fotosfera) pueden estar chapoteando como una lavadora desequilibrada. Las observaciones futuras también podrían realizarse utilizando el telescopio espacial James Webb (JWST), que podrá detectar el material expulsado utilizando su óptica infrarroja avanzada.

Estas observaciones podrían revelar más sobre el material expulsado a medida que continúa alejándose de Betelgeuse y proporcionar pistas adicionales sobre por qué ocurrió el evento. ¿Quién sabe? Saber qué diferencia a las pymes de las CME y el daño que pueden infligir podría contribuir en gran medida a garantizar la «defensa planetaria».

Con información de NASA

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