vida al sur de la tierra
REVISTA
ISSN 0719-093X
El telescopio de Gemini Norte descubre compañera estelar de Betelgeuse
El telescopio ubicado en Hawai‘i reveló la nunca antes vista compañera de esta conocida estrella, resolviendo un milenario misterio
Un equipo de astrónomos descubrió una estrella compañera girando alrededor de Betelgeuse en una órbita extremadamente estrecha, gracias al instrumento Alopeke de la NASA y de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, que se encuentra instalado en el telescopio de Gemini Norte en Hawai‘i, la mitad boreal del Observatorio Internacional Gemini, que es financiado en parte por NSF y operado por NOIRLab de NSF. Este descubrimiento responde al milenario misterio de la variación del brillo de la estrella y proporciona información importante sobre los mecanismos físicos que hay detrás de otras estrellas supergigantes rojas variables.
Betelgeuse es una de las estrellas más brillantes del cielo nocturno y la supergigante roja más cercana a la Tierra. Tiene un volumen enorme, con un radio unas 700 veces mayor que el del Sol. A pesar de tener sólo diez millones de años, lo que se considera joven para los estándares de la astronomía, se encuentra en una fase avanzada de su vida. Situada en el hombro de la constelación de Orión, la gente ha observado a Betelgeuse a simple vista por miles de años, notando que la estrella cambia de brillo con el tiempo. Los astrónomos establecieron que Betelgeuse tiene un período principal de variación de aproximadamente 400 días y otro período secundario de variabilidad que se extiende a unos seis años.
En 2019 y 2020, se produjo una fuerte disminución del brillo de Betelgeuse —un fenómeno que se conoció como el “Gran oscurecimiento”. Este evento llevó a pensar que se acercaba la muerte de una supernova, pero los científicos pudieron determinar que en realidad se trataba de una enorme nube de polvo expulsada por la misma Betelgeuse.
El misterio del Gran Oscurecimiento estaba resuelto, pero el acontecimiento suscitó un renovado interés en el estudio de Betelgeuse, lo que dio lugar a nuevos análisis de datos de archivo sobre la estrella. Uno de estos análisis llevó a los científicos a proponer que la causa de la variabilidad de seis años de Betelgeuse se debía a la presencia de una estrella compañera [1]. Pero cuando el Telescopio Espacial Hubble y el Observatorio de rayos X Chandra buscaron a esta compañera, no se detectó ninguna.
No fue sino hasta que un equipo de astrofísicos liderados por Steve Howell, un investigador científico senior del Centro de Investigación Ames de la NASA, que fue posible detectar a la estrella compañera de Betelgeuse, usando un generador de imágenes llamado ‘Alopeke, que utiliza una técnica conocida como “speckle imager”. ‘Alopeke, que en hawaiano significa “zorro”, es financiado por el Programa de Investigación para la Observación de Exoplanetas de NASA–NSF (NN-EXPLORE, por sus siglas en inglés) y se encuentra instalado en el telescopio Gemini Norte, la mitad boreal del Observatorio Internacional Gemini, financiado en parte por la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos y operado por NOIRLab de NSF.
“Speckle imaging” es una técnica que se utiliza en astronomía para obtener imágenes utilizando tiempos de exposición muy cortos para congelar las distorsiones en las imágenes causadas por la atmósfera terrestre. Esta técnica logra una alta resolución en las imágenes, la cual, combinada con el poder de recolección de luz del espejo primario de 8,1 metros de diámetro de Gemini Norte, permitió detectar directamente a la tenue compañera de Betelgeuse.
El análisis de la luz de la estrella compañera permitió a Howell y a su equipo determinar sus características. De este modo, descubrieron que es seis magnitudes más débil que Betelgeuse en el rango de longitud de onda óptico; tiene una masa estimada de alrededor de 1,5 veces la del Sol y parece se una estrella de presecuencia principal de tipo A o B, es decir una estrella caliente, joven y de color blanco azulado que aún no ha iniciado la combustión de hidrógeno en su núcleo.
La compañera se encuentra a una distancia relativamente cercana a Betelgeuse, a unas 4 veces la distancia entre la Tierra y el Sol. Este descubrimiento es la primera vez que se detecta una compañera estelar orbitando tan cerca de una estrella supergigante roja. Aún más sorprendente es que la compañera orbita en el interior de la atmósfera exterior de Betelgeuse lo que demuestra la increíble capacidad de resolución de ‘Alopeke.
Luego de comprobar el descubrimiento, Howell destacó “la capacidad de Gemini Norte para obtener altas resoluciones angulares y contrastes nítidos permitió detectar directamente a la compañera de Betelgeuse,”. Además, explicó que ‘Alopeke logró lo que ningún otro telescopio pudo hacer antes: “Los artículos científicos que predijeron la presencia esta compañera estelar, creían que nadie sería capaz de obtener imágenes de ella”.
Este descubrimiento proporciona una imagen más clara de la vida de esta roja supergigante y su futura muerte. Betelgeuse y su estrella compañera nacieron probablemente al mismo tiempo. Sin embargo, la estrella más pequeña tendrá una corta vida debido a las fuerzas de marea que la impulsarán a entrar en una espiral hacia Betelgeuse hasta que encuentre su muerte, lo que los científicos estiman ocurra en los próximos 10 mil años.
El descubrimiento también puede ayudar a explicar por qué estrellas rojas supergigantes similares pueden experimentar cambios períodicos en su brillo en una escala de muchos años. Howell compartió su esperanza de que se realicen más estudios en este campo: “Esta detección se sitúa en el extremo de lo que puede lograrse con Gemini en términos de imágenes de alta resolución angular, y resultó. Ahora, esto abre la puerta para realizar otras observaciones de naturaleza similar”.
Por su parte el director de programa de NSF para el Observatorio Internacional Gemini, Martin Still, señaló que “las capacidades ‘speckle’ proporcionadas por el Observatorio Internacional Gemini sigue siendo una herramienta espectacular, disponible a todos los astrónomos para una amplia gama de aplicaciones en astronomía. Aportar la solución al problema de Betelgeuse, que se ha mantenido por cientos de años, quedará como un importantísimo logro”.
Una nueva oportunidad para estudiar la compañera estelar de Betelgeuse se producirá en noviembre de 2027 cuando regrese de su separación más lejana con Betelgeuse, y por tanto, sea más fácil de detectar. Howell y su equipo esperan poder realizar observaciones de Betelgeuse antes y durante este evento para delimitar mejor la naturaleza de la compañera.
Notas
[1] Dos artículos científicos publicados en 2024 utilizaron décadas de observaciones de Betelgeuse realizadas por muchos observadores de todo el mundo para predecir la órbita y la ubicación de la estrella compañera (ver DOI: 10.3847/1538-4357/ad93c8 and DOI: 10.3847/1538-4357/ad87f4).
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