Hubble ayuda a descubrir el misterio de la atenuación de Betelgeuse.
Nuevas observaciones del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA sugieren que el oscurecimiento inesperado de la estrella supergigante Betelgeuse probablemente fue causado por una inmensa cantidad de material caliente expulsado al espacio, formando una nube de polvo que bloqueó la luz de las estrellas provenientes de la superficie de Betelgeuse.
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| El estallido de la estrella gigante Betelgeuse bloquea parte de su luz. Este gráfico de cuatro paneles ilustra cómo la región sur de la estrella supergigante roja brillante de rápida evolución Betelgeuse puede haberse vuelto repentinamente más débil durante varios meses a fines de 2019 y principios de 2020. En los dos primeros paneles, como se ve en luz ultravioleta con el Espacio Hubble Telescopio, una gota de plasma caliente y brillante es expulsada de la emergencia de una enorme celda de convección en la superficie de la estrella. En el panel tres, el gas expulsado que sale se expande rápidamente hacia afuera. Se enfría para formar una enorme nube de granos de polvo que oscurecen. El panel final revela la enorme nube de polvo que bloquea la luz (vista desde la Tierra) de una cuarta parte de la superficie de la estrella. Crédito: NASA, ESA y E. Wheatley (STScI) |
Betelgeuse es una estrella supergigante roja envejecida que ha aumentado de tamaño como resultado de cambios complejos y evolutivos en los procesos de fusión nuclear en su núcleo. La estrella es tan grande que si reemplazara al Sol en el centro de nuestro Sistema Solar, su superficie exterior se extendería más allá de la órbita de Júpiter. El fenómeno sin precedentes de la gran atenuación de Betelgeuse, que finalmente se percibe incluso a simple vista, comenzó en octubre de 2019. A mediados de febrero de 2020, el brillo de esta estrella monstruosa se había reducido en más de un factor de tres.
Este oscurecimiento repentino ha desconcertado a los astrónomos, que buscaron desarrollar teorías para explicar el cambio abrupto. Gracias a las nuevas observaciones del Hubble [1], un equipo de investigadores ahora sugiere que se formó una nube de polvo cuando el plasma supercaliente se desató a partir de un afloramiento de una gran celda de convección en la superficie de la estrella y pasó a través de la atmósfera caliente a las capas exteriores más frías, donde se enfrió y formó polvo. La nube resultante bloqueó la luz de aproximadamente una cuarta parte de la superficie de la estrella, comenzando a fines de 2019. Para abril de 2020, la estrella había vuelto a su brillo normal.
Varios meses de observaciones espectroscópicas de luz ultravioleta del Hubble de Betelgeuse, a partir de enero de 2019, produjeron una detallada línea de tiempo que condujo al oscurecimiento de la estrella. Estas observaciones proporcionaron nuevas pistas importantes sobre el mecanismo detrás de la atenuación. Hubble vio material denso y calentado que se movía a través de la atmósfera de la estrella en septiembre, octubre y noviembre de 2019. Luego, en diciembre, varios telescopios terrestres observaron que la estrella disminuía en brillo en su hemisferio sur.
"Con el Hubble, vemos el material cuando salió de la superficie visible de la estrella y se movió a través de la atmósfera, antes de que se formara el polvo que hizo que la estrella pareciera atenuarse", dijo la investigadora principal Andrea Dupree, directora asociada del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian. "Pudimos ver el efecto de una región densa y caliente en la parte sureste de la estrella moviéndose hacia afuera".
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| Nube de polvo de Betelgeuse (Impresión del artista). Nuevas observaciones del Telescopio Espacial Hubble de NASA / ESA sugieren que el oscurecimiento inesperado de la estrella supergigante Betelgeuse probablemente fue causado por una inmensa cantidad de material caliente que fue expulsado al espacio, formando una nube de polvo que bloqueó la luz de las estrellas provenientes de la superficie de la estrella. La impresión de este artista se generó utilizando una imagen de Betelgeuse de finales de 2019 tomada con el instrumento SPHERE en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral. Crédito: ESO, ESA / Hubble, M. Kornmesser. |
"Este material era de dos a cuatro veces más luminoso que el brillo normal de la estrella", continuó. “Y luego, aproximadamente un mes después, el hemisferio sur de Betelgeuse se atenuó de manera notoria a medida que la estrella se debilitaba. Creemos que es posible que una nube oscura sea el resultado del flujo de salida que detectó Hubble. Solo Hubble nos da esta evidencia de lo que condujo a la atenuación".
El equipo comenzó a utilizar Hubble a principios del año pasado para analizar la estrella masiva. Sus observaciones son parte de un estudio del Hubble de tres años para monitorear las variaciones en la atmósfera exterior de la estrella. La sensibilidad del telescopio a la luz ultravioleta permitió a los investigadores sondear las capas sobre la superficie de la estrella, que son tan calientes que emiten principalmente en la región ultravioleta del espectro y no se ven en la luz visible. Estas capas se calientan en parte por las turbulentas células de convección de la estrella que suben a la superficie.
“La resolución espacial de una superficie estelar solo es posible en casos favorables y solo con el mejor equipo disponible”, dijo Klaus Strassmeier del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP) en Alemania. "En ese sentido, Betelgeuse y Hubble están hechos el uno para el otro".
Los espectros del Hubble, tomados a principios y finales de 2019 y en 2020, sondearon la atmósfera exterior de la estrella midiendo líneas espectrales de magnesio ionizado. De septiembre a noviembre de 2019, los investigadores midieron el material que pasa desde la superficie de la estrella a su atmósfera exterior. Este material caliente y denso continuó viajando más allá de la superficie visible de Betelgeuse, llegando a millones de kilómetros de la estrella. A esa distancia, el material se enfrió lo suficiente como para formar polvo, dijeron los investigadores.
Esta interpretación es consistente con las observaciones de luz ultravioleta del Hubble en febrero de 2020, que mostraron que el comportamiento de la atmósfera exterior de la estrella volvió a la normalidad, aunque en la luz visible todavía se estaba atenuando.
Aunque Dupree no conoce la causa del estallido, cree que fue ayudado por el ciclo de pulsaciones de la estrella, que continuó normalmente durante el evento, según lo registrado por las observaciones de luz visible. Strassmeier utilizó un telescopio automático del Instituto Leibniz de Astrofísica llamado STELLar Activity (STELLA) para medir los cambios en la velocidad del gas en la superficie de la estrella a medida que subía y bajaba durante el ciclo de pulsaciones. La estrella se estaba expandiendo en su ciclo al mismo tiempo que la célula convectiva estaba surgiendo. La pulsación que fluye hacia afuera desde Betelgeuse puede haber ayudado a impulsar el plasma que fluye hacia la atmósfera.
La supergigante roja está destinada a terminar su vida en una explosión de supernova y algunos astrónomos piensan que el oscurecimiento repentino puede ser un evento anterior a la supernova. La estrella está relativamente cerca, a unos 725 años luz de distancia, por lo que el evento de atenuación habría ocurrido alrededor del año 1 300, ya que su luz apenas llega a la Tierra ahora.
Dupree y sus colaboradores tendrán otra oportunidad de observar la estrella con Hubble a finales de agosto o principios de septiembre. En este momento, Betelgeuse está en el cielo diurno, demasiado cerca del Sol para las observaciones del Hubble.
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| Esta imagen es una composición de color hecha a partir de exposiciones del Digital Sky Survey 2 (DSS2). Muestra el área alrededor de la estrella supergigante roja Betelgeuse. |
Notas
[1] El artículo del equipo aparecerá en The Astrophysical Journal.
Más información
El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.
El equipo internacional de astrónomos de este estudio está formado por A. Dupree, K. Strassmeier, L. Matthews, H. Uitenbroek, T. Calderwood, T. Granzer, E. Guinan, R. Leike, M. Montargès, A. Richards, R. Wasatonic y M. Weber.
Crédito de la imagen: ESO, ESA / Hubble, M. Kornmesser
Enlaces
- Imágenes del Hubble
- Lanzamiento de HubbleSite
- Lanzamiento del Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP)
- Centro de Astrofísica | Lanzamiento de Harvard y Smithsonian
- Artículo científico.
- Artículo de Space Scoop.
Contactos
Andrea Dupree
El Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian
Cambridge, MA, Estados Unidos
Correo electrónico: adupree@cfa.harvard.edu
Klaus Strassmeier
Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP)
Potsdam, alemania
Correo electrónico: kstrassmeier@aip.de
Bethany Downer
ESA / Hubble, Oficial de información pública
Garching, Alemania
Correo electrónico: Bethany.Downer@partner.eso.org
• Publicado en Hubble el 13 de agosto del 2020, enlace publicación.
