Resuelto el misterio de la disminución de brillo de Betelgeuse
ESO.org 16 de Junio de 2021
Cuando Betelgeuse, una brillante estrella anaranjada situada en la constelación de Orión, se volvió visiblemente más oscura a finales de 2019 y principios de 2020, la comunidad astronómica se quedó perpleja. Ahora, un equipo de astrónomos ha publicado nuevas imágenes de la superficie de la estrella, tomadas con el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO), que muestran claramente cómo cambió su brillo. La nueva investigación revela que la estrella fue parcialmente ocultada por una nube de polvo, un descubrimiento que resuelve el misterio de la "Gran Atenuación" de Betelgeuse.
A finales de 2019, la disminución de brillo de Betelgeuse (un cambio perceptible incluso a simple vista) llevó a Miguel Montargès y a su equipo a apuntar el VLT de ESO hacia la estrella. Una imagen de diciembre de 2019, en comparación con una imagen anterior tomada en enero del mismo año, mostró que la superficie estelar se había vuelto más oscura, especialmente en la región sur. Pero la comunidad astronómica no tenía claro cuál era el motivo.
El equipo continuó observando a la estrella durante su Gran Atenuación, captando otras dos imágenes en enero de 2020 y marzo de 2020, nunca antes vistas. En abril de 2020, la estrella había vuelto a su brillo normal.
"Por una vez, estábamos viendo la apariencia de una estrella cambiando en tiempo real en una escala de semanas", declara Montargès, del Observatorio de París (Francia) y KU Leuven (Bélgica). Las imágenes ahora publicadas son las únicas que tenemos que muestran la superficie de Betelgeuse cambiando de brillo con el tiempo.
En su nuevo estudio, publicado hoy en la revista Nature, el equipo reveló que la misteriosa atenuación fue causada por un velo polvoriento que oscurecía a la estrella, que a su vez fue el resultado de un descenso de la temperatura en la superficie estelar de Betelgeuse.
La superficie de Betelgeuse cambia regularmente a medida que las burbujas gigantes de gas se mueven, se encogen y se hinchan dentro de la estrella. El equipo concluye que, un tiempo antes de la Gran Atenuación, la estrella expulsó una gran burbuja de gas que se alejó de ella. Cuando, poco después, se enfrió una zona de la superficie, esa disminución de la temperatura fue suficiente para que el gas se condensase en forma de polvo sólido.
"Hemos sido testigos directos de la formación del llamado polvo de estrellas", afirma Montargès, cuyo estudio proporciona evidencias de que la formación de polvo puede ocurrir muy rápidamente y cerca de la superficie de una estrella. "El polvo expulsado de estrellas frías y evolucionadas, como la eyección que acabamos de presenciar, podría convertirse en los ladrillos básicos para la construcción de planetas terrestres y de vida", añade Emily Cannon, de KU Leuven, quien también participó en el estudio.
Yendo más allá de un simple estallido polvoriento, se especuló en las redes sobre la posibilidad de que la caída de brillo de Betelgeuse pudiera indicar su muerte inminente con una espectacular explosión de supernova. En nuestra galaxia no se ha observado una supernova desde el siglo XVII, por lo que los astrónomos actuales no están del todo seguros de qué esperar de una estrella en la antesala de un evento de este tipo. Sin embargo, esta nueva investigación confirma que la Gran Atenuación de Betelgeuse no era una señal temprana de que la estrella se dirigía hacia su destino final.
Tal y como resume Cannon, presenciar la atenuación en el brillo de una estrella tan conocida fue emocionante tanto para los profesionales de la astronomía como para los aficionados: "Cuando miramos las estrellas por la noche, estos pequeños y brillantes puntos de luz nos parecen perpetuos. La atenuación de Betelgeuse rompe esta ilusión".
Para monitorizar los cambios de la estrella a lo largo de la atenuación, el equipo utilizó el instrumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research, búsqueda de exoplanetas con espectropolarimetría de alto contraste), instalado en el VLT de ESO, con el fin de obtener imágenes de la superficie de Betelgeuse, así como datos del instrumento GRAVITY, instalado en el VLTI (el interferómetro del VLT, Very Large Telescope) de ESO. Los telescopios, ubicados en el Observatorio Paranal de ESO, en el desierto chileno de Atacama, fueron una "herramienta de diagnóstico vital para descubrir la causa de este evento de atenuación", afirma Cannon. "Pudimos observar la estrella no sólo como un punto, sino que fuimos capaces de resolver los detalles de su superficie y monitorizarla durante todo el evento", añade Montargès.
Montargès y Cannon están deseando conocer lo que pueden aportar a su investigación de Betelgeuse, (una estrella supergigante roja) las futuras herramientas astronómicas, en particular lo que el ELT (Extremely Large Telescope, telescopio extremadamente grande) de ESO podrá ofrecer a su estudio. "Con la capacidad de alcanzar resoluciones espaciales sin precedentes, el ELT nos permitirá obtener imágenes directas de Betelgeuse con notable detalle", afirma Cannon. "También ampliará significativamente la muestra de supergiantes rojas cuya superficie podamos resolver a través de imágenes directas, ayudándonos aún más a desentrañar los misterios que ocultan los vientos de estas estrellas masivas".
Información adicional
Este trabajo de investigación se ha presentada en el artículo “A dusty veil shading Betelgeuse during its Great Dimming” (https://doi.org/10.1038/s41586-021-03546-8) que aparece publicado en la revista Nature.
El equipo está formado por M. Montargès (LESIA, Observatorio de París, Universidad PSL, CNRS, Universidad de la Sorbona, Universidad de París Francia [LESIA] e Instituto de Astronomía, KU Leuven, Bélgica [KU Leuven]); E. Cannon (KU Leuven); E. Lagadec (Universidad de la Costa Azul, Observatorio de la Costa Azul, CNRS, Laboratorio Lagrange, Niza, Francia [OCA]); A. de Koter (Instituto de Astronomía Anton Pannekoek, Universidad de Ámsterdam, Países Bajos y KU Leuven); P. Kervella (LESIA); J. Sánchez-Bermúdez (Instituto Max Planck de Astronomía, Heidelberg, Alemania [MPIA] e Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México); C. Paladini (Observatorio Europeo Austral, Santiago, Chile [ESO-Chile]); F. Cantalloube (MPIA); L. Decin (KU Leuven y Escuela de Química, Universidad de Leeds, Reino Unido); P. Scicluna (ESO-Chile); K. Kravchenko (Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Alemania); A. K. Dupree (Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, Cambridge, MA, EE.UU.); S. Ridgway (NSF’s NOIRLab, Tucson, AZ, EE.UU.); M. Wittkowski (Observatorio Europeo Austral, Garching cerca de Múnich, Alemania [ESO-Garching]); N. Anugu (Observatorio Steward, Universidad de Arizona, Tucson, AZ, EE.UU., y Escuela de Física y Astronomía, Universidad de Exeter, Reino Unido [Exeter]); R. Norris (Departamento de Física, Instituto de Minería y Tecnología de Nuevo México, Socorro, EE.UU.); G. Rau (Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, Laboratorio de Exoplanetas & Astrofísica Estelar, Greenbelt, MD, EE.UU. [NASA Goddard] y Departamento de Física, Universidad Católica de América, Washington DC, EE.UU.); G. Perrin (LESIA); A. Chiavassa (OCA); S. Kraus (Exeter); J. D. Monnier (Departamento de Astronomía, Universidad de Michigan, Ann Arbor, MI, EE.UU. [Michigan]); F. Millour (OCA); J.-B. Le Bouquin (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Francia y Michigan); X. Haubois (ESO-Chile); B. Lopez (OCA); P. Stee (OCA); y W. Danchi (NASA Goddard).
ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico basado en tierra más productivo del mundo. Cuenta con dieciséis países miembros: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con Chile, país anfitrión, y Australia como aliado estratégico. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de potentes instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desempeña un importante papel promoviendo y organizando la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope junto con su interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), el más avanzado del mundo, así como dos telescopios de rastreo: VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía), que trabaja en el infrarrojo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT), que rastrea en luz visible. También en Paranal, ESO albergará y operará el CTA Sur (Cherenkov Telescope Array South), el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. ESO también es socio principal de dos instalaciones en Chajnantor, APEX y ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Finalmente, en Cerro Armazones, cerca de Paranal, ESO está construyendo el ELT (Extremely Large Telescope), de 39 metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.
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