Y los astrónomos tienen ahora una respuesta, que se basa en observaciones de eventos que ocurrieron en el universo… en el siglo XIV.

El oscurecimiento de la gigantesca Betelgeuse, la novena estrella más brillante del cielo, fue observado por primera vez en octubre de 2019.

En febrero de 2020 la estrella había perdido dos tercios de su brillo, pero éste volvió a la normalidad en abril.

¿Qué pudo haber ocurrido con esta estrella, seguida por millones de entusiastas en el mundo que observan la constelación de Orión?

La respuesta la acaba de dar el telescopio espacial Hubble, que este año celebra su 30 aniversario y sigue revelando misterios.

Las observaciones del Hubble indican que el oscurecimiento se debió a un evento “traumático” en la vida de la estrella.

¿Qué tipo de estrella es Betelgeuse?

Betelgeuse es un tipo de estrella llamada supergigante roja, un astro en las últimas etapas de su vida que ha aumentado en tamaño debido a cambios en el proceso de fusión nuclear en su centro.

La estrella es tan grande que si reemplazara al Sol en nuestro Sistema Solar, su superficie exterior llegaría más allá de la órbita de Júpiter.

Estas estrellas supergigantes masivas son muy importantes porque expulsan al espacio elementos como carbono, que es uno de los bloques de construcción para una nueva generación de estrellas.

Las supergigantes rojas como Betelgeuse exhiben un comportamiento conocido como pulsación, causado por cambios en el área y la temperatura de las capas superficiales de la estrella.

Betelgeuse se expande y contrae en un ciclo de 420 días, aumentando y reduciendo su brillo (pero nunca como la reducción dramática de hace meses), según explica la NASA en un comunicado.

La estrella está relativamente cerca, a unos 725 años luz, por lo que el oscurecimiento habría ocurrido cerca del año 1300, aunque su luz llegó solo ahora a la Tierra.

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¿Cual es la explicación del oscurecimiento?

Desde que se constató el oscurecimiento de Betelgeuse los científicos han propuesto diferentes teorías para explicarlo.

Una de las hipótesis, por ejemplo, era que la estrella se estaba opacando debido a gigantescas áreas frías, similares a las manchas que aparecen en el Sol.

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Pero las observaciones del telescopio Hubble sugieren otra explicación: el oscurecimiento se debió a un evento que la NASA describe como una “expulsión traumática”.

Material caliente fue eyectado desde el interior de la estrella hacia el espacio.

El material expulsado por Betelgeuse se desplazó a millones de km desde la estrella y se enfrió lo suficientemente como para formar nubes de polvo.

Si bien los astrónomos no saben qué causó la expulsión de material, los autores del nuevo estudio creen que estaría vinculada al llamado ciclo de pulsación de la estrella.

La estrella estaba en la parte de expansión del ciclo al mismo tiempo que el material caliente subió a la superficie por convección, y eso puede haber contribuido a la expulsión del material.

¿Cómo pudo observarla el Hubble?

La conclusión fue posible gracias a meses de observaciones del Hubble en la luz ultravioleta que permitieron captar el movimiento del material caliente expulsado en septiembre, octubre y noviembre de 2019.

“Con el Hubble pudimos ver cómo el material dejaba la superficie visible de la estrella y se movía hacia afuera a través la atmósfera de la estrella, antes de que se formara la nube de polvo que causó el oscurecimiento”, dijo la autora principal del nuevo estudio, Andrea Dupree, del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian.

“Creemos que es posible que una nube oscura fue el resultado de la eyección de material detectada por el Hubble. Solo el Hubble nos da esta evidencia de lo que ocurrió antes del oscurecimiento”.

El equipo dirigido por Dupree comenzó a observar a Betelgeuse como parte de un estudio de tres años del Hubble para monitorear las variaciones en la estrella.

La capacidad del telescopio para captar luz ultravioleta permitió a los científicos estudiar las capas sobre la superficie de la estrella, que están tan calientes (más de 20.000 grados Fahrenheit) que emiten luz principalmente en el rango de luz ultravioleta y no pueden ser observadas en la luz visible.

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¿Cuál será el fin de Betelgeuse?

La estrella supergigante roja está destinada a finalizar su vida en una explosión de supernova, y algunos astrónomos creen que el oscurecimiento repentino puede ser parte de ese proceso.

“Nadie sabe qué hace una estrella justo antes de convertirse en supernova, porque esto nunca se ha observado”, señaló Dupree.

“Los astrónomos han estudiado estrellas tal vez un año antes de que se vuelvan supernovas, pero no días o semanas antes. Aunque la probabilidad de que Betelgeuse pronto se convierta en supernova es pequeña”.

No se sabe con precisión cuándo explotará la estrella; esto podría ocurrir en miles de años.

Cuando la estrella se quede sin combustible, primero colapsará y luego rebotará en una explosión espectacular. Eso no representará ningún riesgo para la Tierra, pero Betelgeuse se iluminará enormemente durante unas pocas semanas o meses.

Su brillo sería visible a la luz del día y podría ser tan brillante como la Luna durante la noche.

Dupree y sus colegas podrán observar nuevamente la estrella con el Hubble a fines de agosto o principios de septiembre. Actualmente se encuentra demasiado cerca del Sol como para que el telescopio espacial pueda observarla.

La científica también planea estudiar a Betelgeuse cuando vuelva a expandirse, utilizando datos de otra misión de la NASA llamada STEREO (siglas de Solar Terrestrial Relations Observatory, Observatorio de Relaciones Solar-Terrestres), una misión de observación solar lanzada en 2006 y que utiliza dos satélites.

El nuevo estudio sobre el oscurecimiento de Betelgeuse fue publicado en la revista The Astrophysical Journal.

En 2019, Betelgeuse sorpresivamente comenzó a atenuarse y, después de haber manejado varias hipótesis, los astrónomos ahora dicen que el fenómeno se debió a una serie de enormes parches fríos que afectaron su brillo.

Las estrellas gigantes rojas como Betelgeuse con frecuencia sufren cambios en su luminosidad, pero la caída al 40% de su brillo habitual entre octubre de 2019 y abril de 2020 sorprendió a los astrónomos.

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Incluso algunos llegaron a pensar que la estrella estaba a punto explotar y generar una supernova.

Pero ahora, los investigadores dicen que Betelgeuse se estaba opacando debido a gigantescas áreas frías, similares a las manchas que aparecen en el Sol.

Ahora la estrella se ha recuperado y desde mayo de 2020 tiene nuevamente su brillo original.

Betelgeuse, que está a unos 500 años luz de la Tierra, está llegando al final de su vida. Sin embargo, no se sabe con precisión cuándo explotará; podría tomar hasta cientos de miles de años o incluso un millón de años.

Cuando la estrella se quede sin combustible, primero colapsará y luego rebotará en una explosión espectacular. Eso no representará ningún riesgo para la Tierra, pero Betelgeuse se iluminará enormemente durante unas pocas semanas o meses.

Su brillo sería visible a la luz del día y podría ser tan brillante como la Luna durante la noche.

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Debido a que la luz tarda unos 500 años en llegar a nosotros, estaríamos viendo un evento que sucedió siglos atrás.

Los cambios de Betelgeuse

Se han propuesto varios escenarios para explicar los cambios recientes en el brillo de la estrella.

Hace unos meses, los astrónomos creían que la disminución del brillo de Betelgeuse se debía a que el polvo que la misma estrella produce la hacía ver más opaca.

Las gigantes rojas como Betelgeuse exhiben un comportamiento conocido como pulsación, causado por cambios en el área y la temperatura de las capas superficiales de la estrella.

Las pulsaciones pueden expulsar las capas externas de la estrella. El gas que se libera en esas expulsiones se enfría y se convierte en compuestos que los astrónomos llaman polvo.

Para probar la idea del polvo, los astrónomos utilizaron los telescopios Atacama Pathfinder Experiment (APEX), en Chile, y el Telescopio James Clerk Maxwell (JCMT), en Hawái.

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Estos telescopios miden la radiación electromagnética en el rango espectral de onda submilimétrica. La longitud de onda de esta radiación es mil veces mayor que la de la luz visible.

Esta parte del espectro electromagnético es particularmente útil para observar la distribución del polvo cósmico.

“Lo que nos sorprendió fue que Betelgeuse se volvió un 20% más oscura incluso en el rango de ondas submilimétricas”, dice Steve Mairs, investigador del Observatorio de Asia Oriental en Taiwán, que opera el JCMT y coautor de la nueva investigación.

Este resultado no es compatible con la presencia de polvo, dicen los investigadores. En cambio, consideran que la pérdida de brillo se debió a cambios en la temperatura de la fotósfera de la estrella, es decir, en su superficie luminosa.

“Las imágenes de Betelgeuse de diciembre de 2019 muestran áreas de un brillo variable”, dice Peter Scicluna del Observatorio Europeo Austral (ESO) y coautor de la investigación.

“Junto con nuestro resultado, esto es una clara indicación de enormes puntos estelares que cubren entre 50% y 70% de la superficie visible y tienen una temperatura más baja que la más brillante fotosfera”, dice Scicluna.

A manera de comparación, una mancha solar típica es del tamaño de la Tierra, mientras que la mancha estelar de Betelgeuse sería cien veces más grande que el Sol, según explica Albert Zijlstra de la Universidad de Manchester y coautor del estudio.

Betelgeuse tiene aproximadamente 20 veces más masa que nuestro Sol y es unas 1.000 veces más grande.

Si ubicáramos a Betelgeuse en el centro de nuestro sistema solar, llegaría casi hasta la órbita de Júpiter.

Pero ahora esta supergigante roja parece resurgir de las cenizas, como un colosal fénix cósmico.

Betelgeuse es una de las estrellas más brillantes que se ven desde la Tierra, sin embargo, desde finales de 2019 los astrónomos habían notado que se estaba desvaneciendo y había perdido el 40% de su brillo.

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En diciembre, alcanzó su punto más bajo en 50 años de observaciones.

Este fenómeno hizo pensar a los expertos que Betelgeuse estaba en la etapa final de su vida, enfriándose y a punto de explotar en una violenta supernova que la iba a hacer desaparecer de nuestra vista para siempre.

Betelgeuse es una vecina de la Vía Láctea, localizada en la constelación de Orión, a casi 700 años luz de la Tierra.

Su tamaño es variable, con un diámetro que puede ser entre 550 y 920 veces más grande que el Sol. Por eso, si llegase a explotar, sería un evento fascinante para los astrónomos.

Muchos ya especulaban en cómo sería esa espectacular explosión, pero ahora científicos de la Universidad de Washington y el Observatorio Lowell en Arizona tienen una explicación mucho menos dramática para que Betelgeuse esté tan opaca últimamente.

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Su explicación es sencilla: Betelgeuse no está a punto de explotar, simplemente está cubierta de polvo.

¿Cómo llegaron a esta conclusión?

Solo un poco de polvo

Emily Levesque, astrónoma de la Universidad de Washington y Philip Massey, astrónomo del Observatorio Lowell, lograron calcular que la temperatura de Betelgeuse es más alta de lo que se esperaría si su falta de brillo se debiera al enfriamiento de su superficie.

Según sus cálculos, la temperatura de la superficie de Betelgeuse el 14 de febrero de este año era de aproximadamente 3.325 ºC. Eso es solo entre 50 y 100 grados más fría que la temperatura que se había calculado en 2004, mucho antes de que comenzara su evidente atenuación.

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Por eso, Levesque y Lowell creen que, al igual que lo hacen muchas otras estrellas supergigantes, lo que ocurre con Betelgeuse es que ha desprendido algo de material de sus capas externas.

“Vemos esto todo el tiempo en las supergigantes rojas, es una parte normal de su ciclo de vida“, dijo Levesque en un comunicado.

Levesque se refiere a que las estrellas supergigantes rojas como Betelgeuse ocasionalmente arrojan material de su superficie, el cual se acumula a su alrededor en forma de polvo.

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A medida que se enfrían y se disipan, los granos de polvo absorben parte de la luz que llega hasta nosotros, lo que dificulta que podamos ver la estrella que emite esa luz.

Los astrónomos han observado nubes de polvo alrededor de otras supergigantes rojas y observaciones adicionales podrían revelar un fenómeno similar alrededor de Betelgeuse.

Recuperando su brillo

Durante las últimas semanas Betelgeuse ha comenzado a recuperar lentamente su brillo.

Levesque y Massey, sin embargo, advierten que aunque no haya motivos para pensar que la estrella vaya a explotar pronto, “no hay razón para dejar de observar“.

Los expertos calculan que Betelgeuse podría explotar como una supernova en los próximos 100.000 años, cuando su núcleo colapse.

“Las supergigantes rojas son estrellas muy dinámicas“, dice Levesque.

“Entre más podamos aprender acerca de su comportamiento normal, mejor las entenderemos y podremos reconocer cuándo podría ocurrir algo realmente único, como una supernova”.

Sospechan que Betelgeuse, una de las estrellas más brillantes que se ven desde la Tierra, podría estar a punto de convertirse en supernova, mucho más pronto de lo esperado.

En lenguaje común y corriente: podría explotar pronto.

Aunque los astrónomos ya saben que Betelgeuse eventualmente explotará, hechos recientes han provocado mucha especulación.

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¿Por qué se cree que explotará?

Betelgeuse ya está clasificada como una estrella condenada a morir, pero la pregunta es cuándo ocurrirá su muerte.

La estrella tiene sólo entre unos 8 a 10 millones de años, comparada con nuestro Sol que tiene 4 mil 500 millones de años, pero está agotando el combustible de su núcleo a una ritmo extremadamente rápido.

Es una estrella brillante del tipo supergigante roja, cuyo tamaño se ha expandido sustancialmente.

Betelgeuse también es una estrella pulsante masiva, lo que significa que se expande y se contrae. Esta “vecina” tiene un diámetro cuyo tamaño puede variar y ser entre 550 y 920 veces más grande que el Sol.

“Es lo que conocemos como un candidato para convertirse en supernova”, le explica a la BBC Daniel Brown, profesor de astronomía de la Universidad Nottingham Trent, en Inglaterra.

“Los modelos actuales sugieren que esto podía ocurrir en cualquier momento en calendarios astronómicos”.

“Pero eso significa dentro de los próximos cien mil años“, agrega Brown.

¿No será supernova pronto?

Bueno, en los últimos meses los astrónomos han notado que Betelgeuse ha disminuido sustancialmente su luminosidad.

Investigadores de la Universidad de Villanova en Estados Unidos señalaron en diciembre que la estrella había alcanzado su nivel de menor brillo en 50 años de observaciones.

La acentuada pérdida de luminosidad condujo a especulación de que la gigante roja puede estar a punto de explotar.

Algunos científicos tienen la teoría de que una pérdida drástica de luminosidad puede ser un indicio de que una estrella está a punto de morir.

“A medida que las estrellas masivas se acercan al final de sus vidas, experimentan una pérdida insana y violenta de masa”, escribió en Twitter Saragina Nance, astrónoma de la Universidad de California que estudia a Betelgeuse.

“En teoría, todo el polvo expulsado podría cubrir y oscurecer a la estrella casi moribunda , provocando que desaparezca de nuestra perspectiva justo antes de convertirse en supernova”.

Sin embargo, los científicos también saben bien que Betelgeuse es una estrella variable.

Es un tipo de estrella cuya luminosidad cambia cuando se le ve desde la Tierra, como le explica a la BBC Emily Brundsen, astrofísica de la Universidad de York.

“No hay nada que sugiera una inminente explosión en Betelgeuse. Dicho eso, nunca hemos tenido la oportunidad de observar de cerca el proceso que conduce a una supernova, así que siempre existe la posibilidad de que una (explosión súbita) ocurra”.

¿Qué ocurre en una explosión?

Una supernova es una explosión poderosa y luminosa que libera una enorme cantidad de energía.

No pasaría inadvertida, especialmente estando tan “cerca” de la Tierra.

“En una cuestión de días, Betelgeuse se volvería tan brillante como la Luna llena”, dice Brown.

“Incluso sería visible durante el día”.

Este efecto podría durar meses.

¿Estamos en peligro?

Las supernovas son destructivas a una escala enorme.

Si nuestro Sol explotara, por ejemplo, los astrónomos dicen que todo el sistema solar sería destruido.

Previas explosiones estelares han sido asociadas con incrementos en la temperatura de la Tierra y tienen el potencial de dañar nuestra capa de ozono y dejarla aún más expuesta a la dañina radiación solar y cósmica.

La buena noticia es que nuestro Sol es demasiado pequeño para explotar como Betelgeuse, aunque se predice que se expandirá y devorará a Mercurio, Venus y la Tierra en unos dos mil millones de años.

Lo más importante es que Betelgeuse está en lo que la ciencia considera una distancia segura desde la Tierra.

“Cualquier cosa a menos de 50 años luz podría ser un problema” explica Daniel Brown.

“Ese no es el caso con Betelgeuse”.

La estrella está localizada en la constelación de Orión, a casi 700 años luz de la Tierra.

Además, un estudio publicado en 2016 en la revista Astrophysical calcula que tomaría unos seis millones de años para que la onda sísmica y los escombros llegaran al sistema solar.

¿Realmente es Betelgeuse tan especial?

Una supernova en nuestra galaxia, la Vía Láctea, es un evento raro y el último que se observó fue en 1604. Ocurrió hace 13 mil años luz a una distancia 20 veces más lejos que Betelgeuse.

Se conoció como la Supernova de Kepler después de que fue documentada por el astrónomo alemán Johannes Kepler.

El evento más reciente que pudo ser visto a simple vista fue el 1987A, que fue observado en la galaxia vecina de la Gran Nube de Magallanes, a 168 mil años luz de distancia.

A pesar de la enorme distancia, fue la supernova más cercana que ha sido observada desde la de Kepler.

“Betelgeuse nos está ofreciendo una oportunidad de observar el proceso evolutivo en la muerte de una estrella y entender más sobre el universo”, explica Emily Brundsen.

“Si explotara ahora, sería una pesadilla para todos los astrónomos en términos de trabajo, ya que tendríamos que repensar todo lo que sabemos sobre las estrellas“.

“Pero también sería un evento fascinante”.

¿Por qué es tan difícil saber cuando será una supernova?

Aunque la “muerte de estrellas” ha sido documentada y observada en varios puntos de la historia, el proceso nunca ha sido seguido de cerca.

Hasta Betelgeuse.

Aunque los 700 años luz que separan a Betelgeuse es una distancia enorme en términos astronómicos, esto hace que la estrella sea vecina de la Vía Láctea.

Por eso una supernova Betelgeuse ofrecería a la ciencia una oportunidad única para estudiar el fenómeno “de cerca y de forma personal”.

Y también sería un magnífico espectáculo para los astrónomos.