Misteriosos puntos calientes observados en una fría supergigante roja

Los astrónomos han dado a conocer una nueva imagen de la atmósfera exterior de Betelgeuse —una de las supergigantes rojas más cercanas a la Tierra— lo que revela la estructura detallada de la materia que es lanzada desde la estrella

La nueva imagen, tomada por el conjunto de radiotelescopios e-MERLIN, operado desde el Observatorio de Jodrell Bank, en Cheshire, también muestra regiones de gas sorprendentemente calientes en la atmósfera exterior de la estrella y un arco de gas más frío con una masa de casi tanto como la Tierra.

Betelgeuse es fácilmente visible a simple vista como la brillante estrella roja en el hombro de Orión, el cazador. La estrella en sí es enorme —1.000 veces más grande que nuestro Sol— pero a una distancia de unos 650 años luz todavía aparece como un pequeño punto en el cielo, por lo que para ver los detalles de la estrella y la región alrededor de ella son necesarias las técnicas especiales que combinan telescopios en conjuntos.

La nueva imagen de Betelgeuse de e-MERLIN —publicada en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society, muestra que su atmósfera se extiende hasta cinco veces el tamaño de la superficie visual de la estrella. Se revelan dos puntos calientes dentro de la atmósfera exterior y un tenue arco de gas frío, aún más lejos hacia el exterior, más allá de la superficie de radio de la estrella.

Los puntos calientes están separados por aproximadamente la mitad del diámetro visual de la estrella, y tienen una temperatura de aproximadamente 4.000-5.000 Kelvin, mucho más alta que la temperatura media de la superficie de radio de la estrella (aproximadamente 1.200 Kelvin) e incluso más alta que la superficie visual (3.600 Kelvin). El arco de gas frío se encuentra casi 7.400 millones de kilometros de distancia de la estrella, aproximadamente la misma distancia que está el lejano Plutón desde el Sol. Se estima que tiene una masa casi dos tercios de la de la Tierra y una temperatura de aproximadamente 150 grados Kelvin.

La autora principal, la Dra. Anita Richards, de la Universidad de Manchester, dijo que aún no está claro por qué los puntos calientes son tan calientes. Ella dijo: «Una posibilidad es que las ondas de choque, causadas ya sea por la estrella pulsante o por convección en sus capas exteriores, están comprimiendo y calentando el gas. Otra es que la atmósfera externa sea irregular y estamos viendo a través de las regiones más calientes en su interior. Se piensa que el arco de gas más frío es el resultado de un período de aumento de la pérdida de masa de la estrella en algún momento en el siglo pasado, pero se desconoce su relación con estructuras como los puntos calientes, que están mucho más cerca, dentro de la atmósfera exterior de la estrella».

No se entiende bien el mecanismo por el cual las estrellas supergigantes como Betelgeuse pierden materia hacia el espacio, a pesar de su papel clave en el ciclo de vida de la materia, enriqueciendo el material interestelar a partir de la cual se forman las futuras estrellas y los planetas. Los estudios detallados de alta resolución de las regiones alrededor de estrellas masivas como las que se presentan aquí son esenciales para mejorar nuestro conocimiento.

La Dra. Richards, que tiene su sede en la Escuela de Física y Astronomía de Manchester, añadió: «Betelgeuse produce un viento equivalente a la pérdida de una masa de la Tierra cada tres años, enriquecido con los productos químicos que entrarán en la próxima generación de estrellas y planetas. El detalle completo de cómo estas estrellas frías y evolucionadas lanzan sus vientos es una de las grandes interrogantes que quedan en la astronomía estelar.

«Esta es la primera imagen directa que muestra los puntos calientes tan lejos desde el centro de la estrella. Seguimos realizando observaciones de radio y microondas para ayudar a decidir qué mecanismos son los más importantes en impulsar el viento estelar y la producción de estos puntos calientes. Esto no nos dice sólo cómo retornan al espacio los elementos que forman los bloques de construcción de la vida, sino que también ayudará a determinar cuánto tiempo pasará antes de que Betelgeuse explote como una supernova«.

Futuras observaciones planeadas con e-MERLIN y otros conjuntos, como ALMA y VLA, pondrán a prueba si los puntos calientes varían en conjunto debido a pulsaciones, o muestran una variabilidad más compleja debido a la convección. Si es posible medir la velocidad de rotación, esto permitirá identificar en qué capa de la estrella se originan.

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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