Misterio de Betelgeuse

Nuevas observaciones del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA sugieren que el oscurecimiento inesperado de la estrella supergigante Betelgeuse fue causado muy probablemente por una inmensa cantidad de material caliente eyectado al espacio, formando una nube de polvo que bloqueó la luz estelar proveniente de su superficie.

Betelgeuse es una envejecida estrella supergigante roja que se ha hinchado en tamaño como resultado de complejos cambios evolutivos en los procesos de fusión nuclear en su núcleo. La estrella es tan grande que si reemplazara al Sol en el centro de nuestro Sistema Solar, su superficie exterior se extendería más allá de la órbita de Júpiter. El fenómeno sin precedentes del gran oscurecimiento de Betelgeuse, que llegó a ser perceptible incluso a simple vista, comenzó en octubre de 2019. A mediados de febrero de 2020, el brillo de esta monstruosa estrella había disminuido en más de un factor de tres.

Este repentino oscurecimiento ha desconcertado a los astrónomos, que buscaban desarrollar teorías para explicar el abrupto cambio. Gracias a las nuevas observaciones del Hubble, un equipo de investigadores sugiere ahora que se liberó plasma supercaliente procedente de una gran célula de convección en la superficie de la estrella, y que este pasó a través de la atmósfera caliente hasta las capas exteriores más frías, donde se enfrió y formó polvo. La nube resultante bloqueó la luz de alrededor de un cuarto de la superficie de la estrella, a partir de finales de 2019. Para abril de 2020, la estrella había vuelto a su brillo normal.

Varios meses de observaciones espectroscópicas de Betelgeuse a través del ultravioleta mediante el Hubble, a partir de enero de 2019, produjeron un seguimiento muy informativo de lo sucedido hasta el oscurecimiento de la estrella. Estas observaciones proporcionaron nuevas e importantes pistas sobre el mecanismo detrás del oscurecimiento. El Hubble vio material denso y calentado moviéndose a través de la atmósfera de la estrella en septiembre, octubre y noviembre de 2019. Luego, en diciembre, varios telescopios terrestres observaron a la estrella disminuyendo su brillo en su hemisferio sur.

"Con el Hubble, vimos el material saliendo de la superficie visible de la estrella y moviéndose a través de la atmósfera, antes de que se formara polvo, causando que la estrella pareciera atenuarse", dijo la investigadora principal Andrea Dupree, directora asociada del Centro de Astrofísica de Harvard y el Smithsonian. "Pudimos ver el efecto de una región densa y caliente en la parte sureste de la estrella moviéndose hacia afuera".

"Este material era de dos a cuatro veces más luminoso que el brillo normal de la estrella", continuó. "Y luego, alrededor de un mes después, el hemisferio sur de Betelgeuse se oscureció a medida que la estrella se debilitaba. Pensamos que es posible que apareciera una nube oscura resultante del flujo de salida que el Hubble detectó. Sólo el Hubble nos da esta evidencia de lo que llevó a la disminución".

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

"La resolución espacial de una superficie estelar solo es posible en casos favorables y solo con el mejor equipo disponible", dijo 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 del 2019 y en el 2020, sondearon la atmósfera exterior de Betelgeuse midiendo líneas espectrales de magnesio ionizado. De septiembre a noviembre de 2019, los investigadores midieron el material que pasaba de la superficie de la estrella a su atmósfera exterior. Este material caliente y denso continuó viajando más allá de la superficie visible de Betelgeuse, llegando a millones de kilómetros de la estrella. A esa distancia, el material se enfrió lo suficiente como para formar polvo, dijeron los investigadores.

Esta interpretación es consistente con las observaciones de luz ultravioleta del Hubble en febrero de 2020, que mostraron que el comportamiento de la atmósfera exterior de la estrella volvió a la normalidad, aunque en luz visible todavía se estaba atenuando.

La supergigante roja está destinada a terminar su vida en una explosión de supernova y algunos astrónomos piensan que el oscurecimiento repentino de Betelgeuse puede ser un evento pre-supernova. La estrella está relativamente cerca, a unos 725 años-luz de distancia, así que el evento de oscurecimiento habría ocurrido alrededor del año 1300, ya que su luz está llegando a la Tierra justo ahora.

Dupree y sus colaboradores tendrán otra oportunidad de observar la estrella con el Hubble a finales de agosto o principios de septiembre. Ahora mismo, Betelgeuse está en el cielo diurno, demasiado cerca del Sol para las observaciones del Hubble.

Fuente: NCYT Amazings