Una eyección de masa fue la causante del oscurecimiento de Betelgeuse

• Título del artículo original: The Great Dimming of Betelgeuse: a Surface Mass Ejection (SME) and its Consequences
• Autoras/es: Andrea K. Dupree, Klaus G. Strassmeier, Thomas Calderwood, Thomas Granzer, Michael Weber, Kateryna Kravchenko, Lynn D. Matthews, Miguel Montarges, James Tappin, William T. Thompson
• Institución de la primera autora: Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian
• Estado de la publicación: publicado en The Astrophysical Journal, de acceso abierto.

“¡SE VIENE SUPERNOVA!” Pese a que la comunidad astronómica sabía que era poco probable, eso fue lo que pensó mucha gente cuando en diciembre de 2019 disminuyó el brillo de Betelgeuse, la llamativa estrella rojiza de la constelación de Orión. Sin embargo, tras unos meses, su brillo volvió a la normalidad, dejándonos con la intriga sobre qué produjo semejante oscurecimiento.

Una estrella muy distinta a nuestro sol

Betelgeuse es una estrella de tipo supergigante roja; una estrella muy grande y fría (3000-4000 K) con una rotación muy lenta. Estos astros suelen presentar variaciones casi periódicas en su brillo, que en el caso de Betelgeuse son cada 400 días aproximadamente. Sin embargo, nunca se había observado una disminución de brillo tan extrema como la que comenzó en diciembre de 2019 (Figura 1), llegando a alcanzar una magnitud de 1.65 en la banda V.

Este evento de oscurecimiento se extendió hasta febrero de 2020, cuando la estrella comenzó a recuperar valores de brillo más habituales. Ahora, más de dos años después del evento, conocido como la “Gran Atenuación” (del inglés “Great Dimming”), se ha publicado un artículo científico analizando su evolución, posibles causas y las consecuencias que ha tenido para la famosa supergigante. Veámoslo por partes:

Antes…

Betelgeuse suele ser observada por la comunidad científica con mucha frecuencia y en diversas longitudes de onda. Gracias a ello se dispone de gran cantidad de datos de los meses anteriores a la Gran Atenuación, que han revelado la presencia de una onda de choque en la atmósfera de la estrella a principios de 2019. Esta onda produjo que su superficie, lo que conocemos como fotosfera, se expandiera constantemente hasta noviembre del mismo año.

Por otro lado, entre enero y marzo se observó un aumento de densidad en la cromosfera (la capa exterior a la fotosfera), lo que sugiere que se produjeron eyecciones de plasma fotosférico. Las eyecciones de masa (Figura 2) consisten en una expulsión repentina de gas de la estrella que han podido ser observadas en varias ocasiones en nuestro Sol. En el caso de Betelgeuse, una eyección de masa superficial implicaría que parte del material fotosférico fue eyectado hacia el exterior a través de la cromosfera. Esta eyección podría haber sido el origen de un enfriamiento de la estrella observado entre abril y agosto, lo que contribuiría a disminuir su brillo. Es conocido desde hace tiempo que la atmósfera de Betelgeuse es irregular e inhomogénea, así que la presencia de una zona más fría en su fotosfera no sería inusual.

…durante…

Las observaciones realizadas durante la Gran Atenuación, desde diciembre de 2019, revelaron también una disminución de la temperatura fotosférica de hasta -200 K. La caída de temperatura pudo contribuir a la disminución de brillo, que alcanzó su mínimo entre enero y febrero de 2020 (V=1.65).

A diferencia de la mayoría de estrellas, que sólo podemos distinguir como puntos luminosos, los escasos 600 años-luz que nos separan de Betelgeuse permiten conocer su superficie con bastante más detalle de lo habitual. Gracias a ello, durante el evento se descubrió un pronunciado oscurecimiento del hemisferio sur de la estrella (Figura 3). Este oscurecimiento sugiere la presencia de polvo en su atmósfera, que se habría originado a medida que el material expulsado iba atravesando las capas de la atmósfera extendida topándose con regiones frías y de menor densidad.

…y después de la Gran Atenuación

Pese a que para marzo de 2020 Betelgeuse empezó a recuperarse de la gran disminución de brillo, el artículo revela que desde dicho evento se han producido cambios en la estrella, pues no ha recuperado la variabilidad de 400 días. De hecho, observaciones fotométricas obtenidas entre 2020 y 2022 revelan que aunque sigue habiendo variaciones de brillo, estas se producen a intervalos menores y mucho más irregulares comparados con las observaciones previas al evento.

Ya era un hecho conocido que Betelgeuse pierde continuamente gran cantidad de gas mediante fenómenos de expulsión como vientos y “grumos” de polvo. Sin embargo, con base en los datos disponibles, la Gran Atenuación parece haber sido originada por algo más violento y que ha tenido consecuencias posteriores para la propia atmósfera de la estrella, que actualmente estaría “reorganizándose”.

Conclusiones

Si bien la hipótesis de una eyección de masa superficial no es la única que se ha invocado para explicar la Gran Atenuación de Betelgeuse del 2019-20, esta podría comprobarse con nuevas observaciones en los próximos años: si en efecto la estrella expulsó material, para 2024 este ya se habrá alejado lo suficiente de su superficie como para poder observarse con instalaciones como ALMA. Por otro lado, algunas predicciones teóricas sugieren que este tipo de eventos podrían ocurrir de nuevo en el futuro, esperándose la primera de ellas para 2025-26. ¡Habrá que programar una alarma!