¿Betelgeuse consumió una estrella más pequeña?

¿Qué pasa con Betelgeuse? En los últimos años ha generado muchos titulares ya que su luminosidad ha cambiado drásticamente varias veces. La supergigante roja brilló casi un 50% a principios de este año, lo que generó especulaciones de que podría convertirse en supernova.

Pero una nueva investigación sugiere que está sucediendo algo completamente diferente con Betelgeuse que no tiene nada que ver con sus recientes fluctuaciones. Es posible que haya consumido una estrella compañera más pequeña.

Escuche, cuando una estrella como Betelgeuse se ilumina y se atenúa en proporciones tan grandes, los humanos seguramente se sentarán y se darán cuenta. Esto se debe a que es una supergigante roja y seguramente explotará como una supernova. Pero no hay necesidad de quedarse sin papel de aluminio para nuestro equipo protector para la cabeza. Está demasiado lejos para hacernos daño, pero sería un gran espectáculo de luces.

Desafortunadamente para el buscador de espectáculos que todos llevamos dentro, ninguna de las recientes fluctuaciones de luminosidad de la estrella significa que su explosión y destrucción sean inminentes. En cambio, los cambios se han atribuido a las nubes de polvo y a las pulsaciones regulares de la estrella.

Algunas nuevas investigaciones no pueden explicar las recientes fluctuaciones de Betelgeuse, pero sugieren que algo más sucedió con nuestro vecino supergigante en su pasado. El nuevo estudio publicado en el servidor de preimpresión arXiv se titula “Betelgeuse como fusión de una estrella masiva con una compañera”. El autor principal es Sagiv Shiber del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Estatal de Luisiana.

Pero ¿Betelgeuse tenía compañía?

“Se ha demostrado firmemente que la mayoría de las estrellas masivas existen dentro de sistemas binarios”, escriben los autores. Muchos de ellos experimentarán interacciones binarias en algún momento de su evolución. A veces, aunque raramente, las estrellas pueden fusionarse. ¿Será por eso que Betelgeuse está sola?

Cuando se produce una fusión, mucho depende de las respectivas masas de las estrellas. Puede haber “ráfagas de fusión” transitorias, pérdida de masa y otros fenómenos.

Todo esto está determinado por simulaciones en la nueva investigación. Los investigadores simularon una fusión entre una estrella de 16 masas solares y una estrella más pequeña de 4 masas solares. (Betelgeuse tiene entre 16 y 19 masas solares). Las simulaciones muestran que a medida que las estrellas se acercan y comparten una envoltura común, eventualmente la estrella menor se fusiona con el núcleo de helio de la estrella primaria. “El compañero finalmente se sumerge en la envoltura del primario, lo que provoca su rotación y posterior fusión con el núcleo de helio”, explican los autores. Eso provoca un intercambio de energía tanto orbital como térmica. Finalmente, desencadena un poderoso pulso que viaja desde el núcleo a través de la envoltura de la estrella primaria.

Pero la cosa no termina ahí. A veces, también puede provocar una pérdida de masa. Esto sucede debido a la liberación de energía gravitacional provocada por la fusión. Esa energía tiene que expresarse de alguna manera y se convierte en energía cinética que aleja el flujo de masa de alta velocidad del primario. En las simulaciones del equipo, la pérdida de masa alcanzó hasta 0,6 masas terrestres.

Pero cuando se trata de Betelgeuse, la evidencia de una fusión en algún momento del pasado puede estar en la rotación de la estrella. Gira a unos 5,5 km/segundo. Como referencia, nuestro sol gira a unos 2 km/segundo. “Por ejemplo, los estudios sobre Betelgeuse han demostrado que una fusión previa entre una estrella masiva anterior a la secuencia principal con una masa de aproximadamente 15 ~ 17 millones de masas terrestres y una compañera de secuencia principal de baja masa con una masa de alrededor de 1 ~ 4 millones de masas terrestres podría explica el alto índice de rotación que implica”, afirma el documento.

La fusión no interrumpe la evolución de la estrella primaria hacia su fase de supergigante roja (RSG). Pero sí expulsa material, a menudo a través de flujos polares. El gas puede viajar a una velocidad de entre 200 y 300 km/s, lo cual es característico de los eventos de fusión.

Existe un precedente para este tipo de fusión en V838 Monocerotis. Se trataba de una posible nova roja luminosa, una explosión estelar provocada por la fusión de dos estrellas. No tuvo nada especial hasta 2002, cuando de repente brilló y fue una de las estrellas más grandes conocidas durante un período de tiempo después de la supuesta fusión. Un artículo de 2007 concluyó que la fusión fue la única explicación para el brillo y la expansión de V838 Monocerotis.

Entonces, ¿es esto lo que pasó con Betelgeuse? ¿Se fusionó con un compañero más pequeño y lo consumió, sin dejar rastro? Su velocidad de rotación implícita respalda esa conclusión, al igual que la composición química de la estrella.

Este estudio no puede llegar a esa conclusión, pero es una clara posibilidad. Hay muchas cosas que los astrofísicos aún no saben sobre estas fusiones y sus efectos. El tamaño de las envolturas de las estrellas y la eventual envoltura común afecta la eventual tasa de giro de la primaria superviviente. Y la cantidad de masa perdida puede disipar diferentes cantidades de energía cinética, por lo que están sucediendo muchas cosas.

Los autores lograron algunos avances en la comprensión de estos eventos, pero necesitan métodos y herramientas mejorados para comprenderlos de manera más completa.

“Al profundizar en la física de las fusiones estelares, pretendemos avanzar en nuestra comprensión de la evolución de las estrellas masivas, las propiedades de los progenitores de supernovas y el papel de las fusiones en la configuración del paisaje astrofísico transitorio”, escriben.

No hay indicios de que esta fusión, si se produjo, esté directamente relacionada con las recientes fluctuaciones de Betelgeuse o con su eventual explosión como supernova. Pero un día Betelgeuse explotará. Si la humanidad dura lo suficiente, muchas generaciones futuras de científicos tendrán la suerte de presenciar todo el proceso. Entonces es posible que finalmente tengamos respuestas.

Pero por ahora, la supergigante roja sigue generando titulares.

Con información de arXiv