Betelgeuse vista en longitudes de onda submilimétricas por el telescopio ALMA en Chile. La «protuberancia» en el lado izquierdo es gas caliente que sobresale ligeramente de la atmósfera extendida de la estrella supergigante roja. Imagen vía ALMA (ESO/ NAOJ/ NRAO)/ E. O’Gorman/ P. Kervella/ ASU.
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Los investigadores publicaron sus conclusiones en un nuevo artículo revisado por pares en The Astrophysical Journal el 13 de octubre de 2020.
Esta imagen comparativa muestra la estrella Betelgeuse antes y después de su oscurecimiento sin precedentes, que comenzó a finales de 2019. Las observaciones -tomadas con el instrumento SPHERE del Very Large Telescope (VLT) en enero y diciembre de 2019- muestran cuánto se oscureció la estrella y cómo cambió su forma aparente. Imagen vía ESO/ M. Montargès et al.
Meridith Joyce de la ANU, que dirigió el estudio, declaró:
Normalmente es una de las estrellas más brillantes del cielo, pero hemos observado dos caídas en el brillo de Betelgeuse desde finales de 2019. Esto hizo especular que podría estar a punto de explotar. Pero nuestro estudio ofrece una explicación diferente. Sabemos que el primer evento de oscurecimiento involucró una nube de polvo. Encontramos que el segundo evento más pequeño probablemente se debió a las pulsaciones de la estrella.
Si efectivamente el segundo oscurecimiento de la estrella se debió a las pulsaciones naturales, eso sería significativo en términos de lo que sucederá con Betelgeuse en el futuro cercano y a largo plazo. Utilizando modelos hidrodinámicos y sísmicos, los investigadores pudieron determinar que las ondas de presión eran la causa de las pulsaciones. Esto significa que la estrella sigue quemando helio y, por lo tanto, no debería explotar pronto. El coautor Shing-Chi Leung, de la Universidad de Tokio, dijo que el estudio:
… confirmó que las ondas de presión -esencialmente, las ondas de sonido- eran la causa de la pulsación de Betelgeuse.
Esta imagen, obtenida con el instrumento VISIR del Very Large Telescope de ESO, muestra la luz infrarroja que emite el polvo que rodea a Betelgeuse en diciembre de 2019. Las nubes de polvo, que parecen llamas en esta dramática imagen, se forman cuando la estrella desprende su material hacia el espacio. El disco negro oculta el centro de la estrella y gran parte de sus alrededores, que son muy brillantes y deben ser enmascarados para permitir que se vean los penachos de polvo más débiles. El punto naranja del centro es la imagen SPHERE de la superficie de Betelgeuse, que tiene un tamaño cercano al de la órbita de Júpiter. Imagen vía ESO/ P. Kervella/ M. Montargès et al.
De momento está quemando helio en su núcleo, lo que significa que no está cerca de explotar. Podríamos estar ante unos 100.000 años antes de que se produzca una explosión.
El estudio también proporcionó otros detalles sorprendentes sobre Betelgeuse: es más pequeño y está más cerca de nuestro sistema solar de lo que se pensaba. Sigue siendo una estrella supergigante roja, cientos de veces más grande que nuestro sol, pero con un radio ligeramente menor. Según el coautor László Molnár, del Observatorio Konkoly de Budapest:
El tamaño físico real de Betelgeuse ha sido un poco misterioso; estudios anteriores sugerían que podría ser mayor que la órbita de Júpiter. Nuestros resultados dicen que Betelgeuse sólo se extiende hasta 2/3 de eso, con un radio 750 veces el radio del sol.
Una vez que tuvimos el tamaño físico de la estrella, pudimos determinar la distancia a la Tierra. Nuestros resultados muestran que está a sólo 530 años luz de nosotros, un 25% más cerca de lo que se pensaba anteriormente.
Meridith Joyce en la ANU, autora principal del nuevo estudio. Imagen vía ANU.
Eso es significativamente más cerca que la distancia estimada anteriormente de 724 años luz, pero todavía bastante lejos en cuanto a seguridad. Cuando Betelgeuse acabe explotando, estará lo suficientemente lejos como para que la explosión no tenga mucho efecto, si es que lo tiene, sobre la Tierra. Es un pensamiento reconfortante, aunque si los científicos están en lo cierto, ninguno de los que estamos vivos ahora estaremos para verlo. Pero para cualquier otro científico en ese momento, será una oportunidad única de presenciar una supernova que está relativamente cerca. Joyce dijo:
Sigue siendo un gran acontecimiento cuando estalla una supernova. Y esta es nuestra candidata más cercana. Nos da una rara oportunidad de estudiar lo que le ocurre a las estrellas como esta antes de que exploten.
El pasado agosto, los científicos que utilizan el telescopio espacial Hubble (HST) informaron de que una gran nube de polvo muy probablemente causó el primer gran oscurecimiento de la estrella, que comenzó a finales de 2019. Se cree que la nube de polvo se formó a partir de un denso gas caliente que se mueve a través de la extensa atmósfera de Betelgeuse.
Este concepto artístico de 3 paneles ilustra la nueva investigación, explicando por qué la brillante estrella supergigante roja Betelgeuse se volvió repentinamente más débil durante varios meses a finales de 2019 y principios de 2020. En el panel 1, una mancha brillante y caliente de plasma es expulsada de la estrella. En el panel 2, el gas expulsado se expande rápidamente hacia el exterior y se enfría para formar una enorme nube de polvo oscura. En el panel 3, la enorme nube de polvo bloquea parcialmente la luz de Betelgeuse. Imagen vía NASA/ ESA/ E. Wheatley (STScI)/ CfA.
Más tarde, la estrella comenzó a recuperar su brillo normal hasta que, entre finales de junio y principios de agosto de 2020, comenzó a oscurecerse de nuevo. Como se explica en este nuevo estudio, el segundo oscurecimiento, más superficial, fue probablemente causado por las pulsaciones normales de la propia estrella. Esto no es demasiado sorprendente, ya que Betelgeuse es una estrella variable y pasa por ciclos de brillo que duran unos 420 días.
Los nuevos resultados apoyan otras afirmaciones de los científicos de que lo más probable es que Betelgeuse no se convierta en supernova pronto. Además, disponer de mediciones más precisas del tamaño y la distancia de la estrella ayudará a los investigadores a entender mejor su comportamiento y cómo y por qué estas estrellas gigantes acaban enfrentándose a muertes tan ardientes.
Finalmente: La estrella supergigante roja Betelgeuse podría no explotar hasta dentro de 100.000 años, y además es más pequeña y está más cerca de lo que se pensaba, según un nuevo estudio.
Fuente: Standing on the Shoulders of Giants: New Mass and Distance Estimates for Betelgeuse through Combined Evolutionary, Asteroseismic, and Hydrodynamic Simulations with MESA
Via Australian National University
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