La constelación de Orión, con la gran nebulosa molecular compleja e incluyendo su más brillantes estrellas. Betelgeuse, la más cercana, la brillante súper gigante roja (y candidata a súper nova), en la parte baja a la izquierda. Crédito de la imagen:Rogelio Bernal Andreo
Original de Ethan Siegel las opiniones expresadas pertenecen al autor.
Comenzó con un Gran Estallido
El Universo está ahí, esperando a que lo descubras.
Cada estrella algún día agotará su combustible en su núcleo, llegando el final natural de las fuentes de fusión nuclear en el Universo. Mientras las estrellas como nuestro Sol fusionan Hidrógeno en Helio y entonces se hinchan hasta convertirse en gigantes rojas – el Helio se convierte en Carbono, hay otras estrellas más masivas las cuales pueden alcanzar temperaturas lo suficientemente calientes para fusionar el carbón en elementos más pesados. Bajo esas condiciones intensas, la estrella se hinchará hasta convertirse en una súper gigante roja, destinada a convertirse en una supernova luego de 10.000 años aproximadamente. Y así cual es las más brillantes súper gigantes en nuestro cielo? Esta es Betelgeuse, la cual puede convertirse en supernova en cualquier momento.
Diagrama de la relación color-magnitud de las estrellas notables. La más brillante súper gigante roja, Betelgeuse, se muestra en la parte superior derecha. Crédito de la imagen: European Southern Observatory
Honestamente a la distancia de 640 años luz de nosotros, esta podría haber sido una supernova en cualquier momento desde el siglo XIV en adelante y nosotros aun no lo sabríamos. Betelgeuse es una de las diez más brillantes estrellas en el cielo visible , pero solo el 13% de su energía es detectable por los ojos humanos. Si pudiéramos ver todo el espectro electromagnético – incluyendo el infrarrojo – Betelgeuse podría desde nuestra perspectiva tener más brillo que todas las estrellas del cielo con la excepción de nuestro Sol.
Tres de la más grandes estrellas en la constelación de Orión – Betelgeuse, Meissa y Bellatrix – como se refleja en el infrarrojo. En este espectro, Betelgeuse (abajo a la izquierda) es la estrella más brillante en el cielo. Crédito de la imagen: NASA / WISE
Fue la primera estrellas en ser determinada como mas que una fuente puntual. Es 900 veces el tamaño de nuestro Sol, esta podría engolfar a Mercurio, Venus, La Tierra, Marte e incluso el cinturón de asteroides si se colocara en lugar de nuestra estrella parental. Es una estrella pulsante y su diámetro cambia con el tiempo.
Esta impresión artística muestra a la estrella súper gigante roja Betelgeuse como se revela en las diferentes técnicas de observación en el Muy Grande Telescopio de la Agencia Espacial Europea (ESO’s Very Large Telescope (VLT)), el cual ha permitido que dos equipos independientes de astronomos obtengan las vistas más detalladas de la súper gigante roja Betelgeuse. Ellas muestran que la estrella tiene una vasta pluma de gas casi tan larga como nuestro Sistema Solar y una burbuja gigante hirviendo en su superficie, Crédito de la imagen: ESO/L. Calçada
En adición a su constante perdida de masa, como las intensas reacciones de fusión comienzan a expulsar la parte externas, más tenue de sus capas. Las observaciones directas en el espectro radial pueden realmente detectar esta ráfaga de materia que se ha hallado se extiende una distancia equivalente a más allá de la órbita de Neptuno.
La nebulosa creada alrededor de Betelgeuse por la materia que expulsa, la cual para su escala, se muestra en un circulo interior rojo. La estructura se asemeja a llamas emanando de la estrella, que se forman debido a que esta mastodonte esta expulsando su materia hacía el espacio. Crédito de la imagen:ESO/P. Kervella
Pero cuando estudiamos el cielo nocturno, estamos estudiando el pasado. Sabemos que Betelgeuse, con una masa incierta de 12 a 20 veces la masa de nuestro Sol, no ha estado destinada a tener una vida muy larga: podría ser de solo 10 millones de años. En la medida en que una estrella es más masiva, más velozmente quema su combustible, y así Betelgeuse esta muy pero muy brillante: alrededor de 100.000 veces la luminosidad de nuestro Sol. Esta actualmente en sus últimos estadios de su vida – como una súper gigante roja– queriendo decir que cuando su núcleo central más interno comience a fusionar silicio y azufre en hierro, níquel y cobalto, la estrella misma solo le quedarán unos minutos de vida.
La anatomía de una estrella muy masiva a través de su vida, culminando en una supernova de Tipo II. Crédito de la imagen: Nicole Rager Fuller for the NSF
En esos momentos finales el núcleo estará increíblemente caliente, aun el hierro y el cobalto serán incapaces de fusionarse en algo más pesado. Es energéticamente poco favorable hacer esto, y así ninguna nueva radiación se producirá en la región más interna de la estrella. Aun la gravedad estará tratando de contraer el núcleo sobre si mismo. Sin fusión nuclear, que lo sostenga, el núcleo no tiene otra opción, y comienza a implosionar. La contracción causa que este se caliente, y legue a ser más denso, y así alcanza presiones nunca antes vistas. Y así una vez que la unión critica ha pasado, esto sucede: el núcleo atómico de la estrella comienza una desenfrenada reacción de fusión todo de una sola vez.
Esto es lo que crea una supernova Tipo II: el núcleo colapsado de la estrella ultra masiva: Luego de un breve, inicial estallido, Betelgeuse brillará tremendamente a largo de varias semanas, elevándose hasta un brillo máximo que intrínsecamente será miles de millones de veces más brillante que el Sol. Esta brillantez máxima perdura por meses, en la media en que los gases en expansión y el cobalto radiactivo causa una continua emisión de luz brillante.
Un pico de brillantez, una supernova puede brillar cerca del brillo de el resto de las estrellas en una galaxia combinadas. Esta imagen muestra el ejemplo de una supernova de 1994 cuyo núcleo colapsó y su brillo comparado con su galaxia hospedante. Crédito de la imagen: NASA/ESA, The Hubble Key Project Team and The High-Z Supernova Search Team
Supernovas han ocurrido en el pasado en nuestra galaxia La Vía Láctea: en 1604, 1572, 1054, y 1006, entre otras, con algunas de ellas siendo tan brillantes que fueron visibles durante el día. Pero ninguna de ellas fueron tan cercanas como Betelgeuse.
A solo 600 o más años luz de distancia, Betelgeuse será de lejos la más cercana en comparación con cualquier otra supernova registrada por la humanidad. Esta, afortunadamente esta lo suficientemente lejos para que no represente un peligro para nosotros. El campo magnético de nuestro planeta deflectará fácilmente cualquier partícula energética de la radiación que nos alcance y estará en tan baja densidad que tendrá un menor impacto que una banana que se coma en el desayuno. Pero eso si, se verá brillante.
La constelación de Orión como podría parecer si Betelgeuse se volviera supernova en un muy cercano futuro. La estrella podría brillar cerca del brillo e la Luna llena. Crédito de la imagen: Wikimedia Commons user HeNRyKus / Celestia
No solo Betelgeuse será visible durante el día, si no que rivalizará con la Luna como el segundo objeto más brillante en el cielo. Algunos modelos “solo” tienen a Betelgeuse como teniendo un brillo igual a la Luna creciente, mientras otros la ven como una rival de la Luna llena. Será posiblemente el objeto más brillante en el cielo de la noche por más de un año hasta que comience a atenuarse como una luz atenuándose.
La estrella ultra masiva Wolf-Rayet 124, mostrada en la nebulosa que la rodea, es una de las miles de estrellas que en la Vía Láctea podrían ser nuestra siguiente supernova galactica. Betelgeuse es solo uno de las candidatas potenciales más cercana. Crédito de la imagen: Hubble Legacy Archive / A. Moffat / Judy Schmidy
Desafortunadamente, la pregunta clave de “Cuando” es una de la que no tenemos respuesta; miles de otras estrellas en la Vía Láctea, podría terminar como supernovas antes de que Betelgeuse lo haga. Hasta ahora hemos desarrollado un telescopio ultra-poderoso de neutrinos para medir las energías del espectro de los neutrinos generados (y por lo tanto, saber cuales elementos están fusionándose internamente) una estrella como Betelgeuse, a cientos de años luz, no sabemos que tan cerca está de convertirse en supernova. Esta podría haber explotado ya, con la luz del cataclismo ya en su camino hacía nosotros… o ella podría permanecer no muy diferente de como la vemos hoy por otros cientos de miles de años.
El astro físico y autor Ethan Siegel es el fundador y escritor primario de Comenzó con un Gran Estallido!