¿Os acordáis de Betelgeuse? A principios de 2020 dio mucho que hablar porque su brillo bajó de una forma muy pronunciada. Llegó a caer hasta un 40%, algo que nunca se había observado en la estrella. Ahora, un equipo de investigadores cree saber cuál fue la causa… 
Como quizá sepáis, Betelgeuse es una estrella que está al final de su vida. Se espera que, en un futuro próximo (en la escala astronómica) explote en forma de supernova. Y claro, que perdiese brillo provocó que se crease mucha expectación. Lo conté aquí:
Sin embargo, desde un primer momento se dijo que la posibilidad de que la estrella fuese a explotar como supernova era muy baja. Lo más lógico era pensar que, simplemente, se trataba de una nube de polvo. Material expulsado por Betelgeuse que oscurecía su visión.
Dicho de otra manera. Sin esa nube de por medio, el brillo de la estrella debería ser el de siempre. Lo interesante es que los investigadores han llegado a una conclusión diferente. El comportamiento de Betelgeuse no se puede explicar por una nube de polvo en su entorno.
A decir verdad, no es raro que una gigante roja como Betelgeuse cambie de brillo. Lo raro es que sea algo tan pronunciado como lo que sucedió entre octubre de 2019 y abril de 2020, donde llegó a oscurecerse en un 40%. Quizá fuese un aviso de supernova:
Pero parecía una posibilidad muy exótica. En teoría, Betelgeuse no debería explotar hasta dentro de unos cuantos miles de años (quizá 100 000). El polvo estelar parecía lo más lógico. Pero resulta que la explicación podría ser la presencia de manchas estelares gigantescas.
Estamos hablando, simple y llanamente, de las mismas manchas que podemos observar en el Sol. Las manchas solares son un fenómeno muy habitual y estudiado. En el caso de Betelgeuse, sin embargo, esas manchas podrían cubrir hasta el 70% de su superficie:
Las estrellas al final de su vida pasan por la fase de gigante roja. También será el caso del Sol, en un futuro muy lejano. En esa etapa, experimentan cambios profundos. Se expanden enormemente, se vuelven inestables y pueden pulsar periódicamente:
Esos pulsos pueden darse con períodos de cientos e incluso miles de días, provocando cambios en su brillo. Betelgeuse es una supergigante roja, con 20 veces la masa del Sol y 1000 veces más grande. Si estuviese en el Sistema Solar, alcanzaría casi la órbita de Júpiter.
Ese enorme tamaño es un problema. La atracción gravitacional que ejerce en su superficie es mucho menor que la que ejercería una estrella, con la misma masa, con un radio mucho más pequeño. Por lo que, en esos pulsos, se pueden expulsar las capas externas de la estrella.
Ese gas se enfría y se convierte en lo que conocemos como polvo. Su función es mucho más importante de lo que podría parecer. Porque ese material es el que se incorporará en nuevas estrellas y planetas. Permitirá que la vida pueda surgir en otros lugares:
Pero claro, ¿cómo demostrar que la causa son manchas estelares gigantes, en la superficie de Betelgeuse y no esas nubes de polvo? A fin de cuentas, acabamos de ver cuál es el mecanismo que provoca su aparición. Es algo frecuente, bien entendido y un fenómeno más que conocido.
Los investigadores recurrieron a los telescopios Atacama Pathfinder Experiment (APEX) y James Clerk Maxwell (JCMT). Ambos son capaces de medir el espectro electromagnético en el rango de radiación submilimétrica, dentro del espectro infrarrojo:
Es una longitud de onda que se viene usando desde hace tiempo para estudiar el polvo interestelar. Según explican los investigadores, el polvo frío brilla en estas longitudes de onda. Al observarla en el espectro submilimétrico, observaron que Betelgeuse era un 20% más oscura.
Por experiencias previas, sabían que eso no encaja con la presencia de polvo. Pero, para evitar dudas, lo analizaron detenidamente. Verificaron que, efectivamente, no se podía atribuir esa caída de brillo, en esa longitud de onda, a que hubiese más polvo alrededor de la estrella.
¿Qué opción quedaba? Pues que, simplemente, era la propia estrella la que había sufrido un cambio de brillo. La luminosidad de una estrella depende de su diámetro y de la temperatura de su superficie. Si solo se reduce el tamaño de la estrella, la luminosidad desciende por igual.
Es decir, en todas las longitudes de onda hay una caída de brillo idéntica. Sin embargo, los cambios de temperatura no provocan un resultado uniforme. Según los investigadores, el oscurecimiento en luz visible, y en ondas submilimétricas, es señal de una temperatura inferior.
Aproximadamente, estiman que esa bajada de temperatura fue de unos 200º C. Es lo que mejor explica lo que se observó en Betelgeuse. Según explican, las imágenes obtenidas en diciembre de 2019 mostraban áreas con un brillo variable. Algo que combinaron con esta observación.
¿El resultado? Entienden que todo eso indica que la estrella tuvo enormes manchas estelares en su fotosfera (su superficie luminosa). En total, cubrían en torno al 50-70% de la estrella y tenían una temperatura menor que la del resto de la superficie. Hasta aquí, nada raro.
En cuanto a que, en realidad, las manchas estelares son comunes en las estrellas gigantes. Lo que no es común es que sean tan sumamente grandes. Tampoco se sabe durante cuánto tiempo pueden perdurar en la superficie de una estrella. Pero se puede hacer una aproximación.
Porque, según cuentan, los modelos teóricos indican que la duración debería ser más o menos similar a la duración de la caída de brillo que vimos en Betelgeuse. Ahora quedan otras cuestiones que necesitarán respuesta. Suponiendo que todo esto sea correcto, claro.
Los investigadores quieren entender si la cantidad de manchas solares aumenta y disminuye de forma regular. En el caso del Sol, por ejemplo, sucede en un ciclo regular de 11 años. De hecho, en estos momentos, nos encontramos en la transición entre un ciclo solar y otro.
Está por ver si las estrellas gigantes también tienen un mecanismo así. ¿Cómo se puede saber? La respuesta es sencilla. Estudiando la estrella. Las observaciones futuras ayudarán a entender si esa caída de brillo estuvo relacionada, realmente, con un ciclo de manchas estelares.
Tanto si es así, como si no, en el futuro seguiremos oyendo hablar de Betelgeuse. No hay nada que haga pensar que vaya a explotar como supernova de forma inminente. Seguramente pasen unos cuantos miles de años hasta que eso suceda. Mucho tiempo en la escala humana.
Pero, veamos o no esa supernova, Betelgeuse seguirá siendo una estrella muy útil. Está siendo una gran herramienta para poder entender cómo se comportan las gigantes rojas. Una fase de la vida de las estrellas en la que todavía hay muchas cosas que descubrir y comprender.
Si os pica la curiosidad, el estudio es T. Dharmawardena et al.; «Betelgeuse fainter in the sub-millimetre too: an analysis of JCMT and APEX monitoring during the recent optical minimum». Publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters:
arxiv.org/pdf/2006.09409…
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