Betelgeuse es un 50% más brillante de lo normal. ¿Qué está sucediendo?

Cada vez que sucede algo con Betelgeuse, la especulación al respecto estalla cuando se genera una supernova. Sería genial si lo hicieras. Estamos lo suficientemente lejos como para no sufrir ninguna consecuencia, así que es divertido imaginar el cielo iluminándose así durante meses.

Ahora, la estrella de la gigante roja se ha iluminado casi un 50%, y esto vuelve a intensificar las especulaciones.

Betelgeuse explotará como una supernova. En eso, hay un acuerdo universal. Pero la cuestión de cuándo no es segura. El comportamiento de la estrella es desconcertante. ¿Cómo podría un pequeño mortal saber eso?

Betelgeuse no es solo una gigante roja, también es una estrella variable semicircular pulsante. Esto significa que hay cierta periodicidad en sus cambios de brillo, aunque las amplitudes pueden variar. Tiene un ciclo de aproximadamente 400 días durante los cuales cambia su brillo. También tiene un ciclo más corto de 125 días, otro ciclo de 230 días y un megaciclo de 2200 días, todos ellos determinados por impulsos. Todos estos ciclos pueden hacer que una estrella sea difícil de entender con claridad.

Hace dos años, Betelgeuse se asustó y la gente se preguntaba qué significaba eso. Resulta que, de hecho, el brillo de la estrella no ha cambiado. En cambio, la estrella expulsó material de su superficie que se enfrió en una nube de polvo y bloqueó la luz. El episodio se llama «El gran apagón».

Este gráfico muestra lo que probablemente hizo que Betelgeuse pareciera más tenue durante algún tiempo en 2019. Crédito: NASA, ESA y E. Wheatley (STScI)
Este gráfico muestra lo que probablemente hizo que Betelgeuse pareciera más tenue durante algún tiempo en 2019. Crédito: NASA, ESA y E. Wheatley (STScI)

Ahora que se está volviendo más brillante, una vez más está atrayendo la atención de los científicos. Quieren saber en qué etapa de desarrollo se encuentra y qué significa toda esta actividad. Una nueva investigación muestra que podría explotar como una supernova más rápido de lo que nadie esperaba.

El nuevo papel esLa etapa de desarrollo de Betelgeuse se deduce de los períodos de pulso. El primer autor es Hideyuki Sayo, del Instituto Astronómico, Escuela de Graduados en Ciencias, Universidad de Tohoku, Japón. Las notificaciones mensuales de la Royal Astronomical Society aceptaron el artículo para su publicación.

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Las partes más confusas de las nuevas investigaciones a menudo aparecen en los titulares. No tiene sentido un argumento en su contra. Así se mueve la humanidad.

No elegimos al Dr. Eldridge. Ella no se equivoca. Es solo que el documento dice que ese es solo un resultado posible. Define muchos otros.

En su artículo, los autores dicen que Betelgeuse podría ser la próxima supernova de la Vía Láctea, independientemente de que sus hallazgos sean correctos. «Concluimos que Betelgeuse se encuentra en la etapa final de la quema primaria de carbono y es una buena candidata para la próxima supernova galáctica», escribieron.

Como gigante roja, salió de Betelgeuse Secuencia principal. durante mucho tiempo Hace 8 a 8,5 millones de años historia, han consumido cantidades masivas de hidrógeno al fusionarlo en helio y liberar la masa perdida de esta fusión como energía. (Gracias a Einstein). Esto significa que ya no fusiona hidrógeno en helio como lo hace el sol. Cuando estrellas como Betelgeuse pierden masa, su gravedad ya no puede contener su presión exterior y se expanden para formar una envoltura más masiva. Entonces, aunque pierden masa, crecen en tamaño.

Este diagrama muestra la escala de la supergigante roja Betelgeuse y su centro circundante en comparación con el Sistema Solar.  Crédito de la imagen: L. Calçada, Observatorio Europeo Austral (ESO)
Este diagrama muestra la escala de la supergigante roja Betelgeuse y su centro circundante en comparación con el Sistema Solar. Crédito de la imagen: L. Calçada, Observatorio Europeo Austral (ESO)

Después de que estrellas como Betelgeuse abandonan la secuencia principal y ya no fusionan hidrógeno en helio en sus núcleos, las cosas cambian drásticamente. durante el fusión de helio La siguiente etapa, el carbono se acumula en su núcleo. Luego comienzan el período de quema de carbono primario que produce otros elementos. Los autores del nuevo artículo dicen que Betelgeuse se encuentra en las últimas etapas de ese período.

¿Pero por cuánto tiempo? ¿Cuánto tiempo te quedas? No hay una respuesta exacta a eso todavía.

“A pesar de, y en parte debido a, la distancia relativamente pequeña de la Tierra, ha sido difícil obtener restricciones estrictas sobre la distancia, la luminosidad, el radio, las masas actuales y la secuencia principal de edad cero (ZAMS), información sobre el estado de rotación interna y mezcla asociada con el estado evolutivo de Betelgeuse y cuándo podría explotar», escriben los autores Nueva reseña de Betelgeuse. ZAMS es particularmente importante para comprender la etapa evolutiva de estrellas específicas. Es fundamental, aunque no el único responsable.

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Pero el estudio ofrece algunas posibilidades sólidas.

El trabajo es una mezcla de notas y modelos, cada uno de los cuales se ajusta a las notas de diferentes maneras. Es un negocio complicado, por lo que los titulares o tuits que afirman que podría explotar en décadas son un poco engañosos. Las pequeñas diferencias rara vez llaman la atención.

El período de quema de carbono primario consta de varias etapas. La dificultad para determinar cuándo Betelgeuse se convertirá en supernova proviene en parte de determinar por qué fases pasa. Su distancia de nosotros también es un tema de debate. La revisión de Betelgeuse establece que «aunque se encuentra a una distancia de solo 200 parsecs de la Tierra y, por lo tanto, puede resolverse espacialmente con la instrumentación adecuada, la incertidumbre que surge de ella sigue siendo una barrera crítica para una comprensión más profunda».

Esta imagen se basa en datos de la misión Herschel y muestra el medio circunferencial (CSM) que rodea a Betelgeuse a medida que acelera en el espacio.  Hay un arco de choque prominente a los 7 minutos de arco, evidencia de su movimiento.  También hay otra característica del CSM a los 9 minutos de arco que podría ser evidencia de una fusión anterior o expulsión física de Betelgeuse.  Betelgeuse es complejo y difícil de entender.  Crédito de la imagen: Decin et al.  2012.
Esta imagen se basa en datos de la misión Herschel y muestra el medio circunferencial (CSM) que rodea a Betelgeuse a medida que acelera en el espacio. Hay un arco de choque prominente a los 7 minutos de arco, evidencia de su movimiento. También hay otra característica del CSM a los 9 minutos de arco que podría ser evidencia de una fusión anterior o expulsión física de Betelgeuse. Betelgeuse es complejo y difícil de entender. Crédito de la imagen: Decin et al. 2012.

Lo que llamó la atención de todos fueron estas dos frases de la investigación: «Según este número, el núcleo colapsará dentro de unas pocas docenas de años después de que se agote el carbono. Esto indica que Betelgeuse es un muy buen candidato para la próxima supernova galáctica, que ocurre muy cerca de nosotros.»

Este es el número del que están hablando.

Esta figura del estudio muestra la abundancia de varios elementos en Betelgeuse.  La abundancia inicial es como una huella digital o una instantánea de lo que sucede dentro del núcleo, en qué etapa se está quemando el carbono dentro de la estrella y cuándo explotará.  Los productos de fusión del núcleo se dragan periódicamente desde el núcleo hasta la superficie por convección, lo que permite a los investigadores echar un vistazo al núcleo.  Pero determinar cuándo explotará también depende de conocer la masa inicial de la estrella, qué tan rápido está girando y una serie de otros factores, que son difíciles de determinar en diversos grados.  Crédito de la imagen: Saio et al.  2023.
Esta figura del estudio muestra la abundancia de varios elementos en Betelgeuse. La abundancia inicial es como una huella digital o una instantánea de lo que sucede dentro del núcleo, en qué etapa se está quemando el carbono dentro de la estrella y cuándo explotará. Los productos de fusión del núcleo se dragan periódicamente desde el núcleo hasta la superficie por convección, lo que permite a los investigadores echar un vistazo al núcleo. Pero determinar cuándo explotará también depende de conocer la masa inicial de la estrella, qué tan rápido está girando y una serie de otros factores, que son difíciles de determinar en diversos grados. Crédito de la imagen: Saio et al. 2023.

Pero lo que no llamó mucho la atención fue la siguiente parte del documento.

«De hecho, no es posible determinar con precisión la etapa evolutiva, porque las condiciones de la superficie apenas cambian en la etapa tardía cercana al agotamiento del carbono y más allá», escriben los investigadores. Los astrónomos solo pueden ver la superficie, pero es lo que sucede en las profundidades de la estrella lo que cuenta la historia.

Los autores del artículo realmente dicen que, según las observaciones, los datos y los modelos, Betelgeuse podría explotar antes de lo que se pensaba. Pero, y esto es crucial, no saben en qué etapa se está quemando el carbono primario de la estrella. La combustión de carbono puede continuar durante mucho tiempo, según algunos modelos que se ajustan a los datos.

Pero no todos están de acuerdo en que Betelgeuse se encuentra en la fase primaria de quema de carbono. Los autores de la revisión de Betelgeuse dicen que la estrella todavía está en la fase de helio. Dado que la quema primaria de helio es mucho más larga que las últimas etapas de combustión, es probable que Betelgeuse esté en el núcleo de la quema de helio. El período de pulsación probablemente restringe el radio, la distancia y el estado evolutivo del quemador de helio primario», escriben, aunque reconocen que hay «argumentos en contrario».

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Otra forma en que los investigadores han tratado de determinar el momento de la explosión de la supernova es hacer coincidir sus pulsaciones periódicas con modelos similares. A esto es a lo que se refiere Jonathan McDowell en el tuit anterior.

Esta figura del artículo presenta cuatro modelos que corresponden a cuatro ciclos o períodos de Betelgeuse (alfa Ori).  Si no eres astrofísico, es confuso.  Pero ayudan a ilustrar la complejidad y la incertidumbre detrás de pronosticar la explosión de Betelgeuse.  Crédito de la imagen: Saio et al.  2023.
Esta figura del artículo presenta cuatro modelos que corresponden a cuatro ciclos o períodos de Betelgeuse (alfa Ori). Si no eres astrofísico, es confuso. (No soy uno, y estoy tan confundido.) Pero ayuda a ilustrar la complejidad y la incertidumbre detrás de anticipar la explosión de Betelgeuse. Crédito de la imagen: Saio et al. 2023.

Cuando finalmente explote, y nadie está en desacuerdo con su explosión final como supernova, no es probable que produzca un estallido de rayos gamma mortal como lo hacen algunas supernovas. Y aunque el material saldrá y producirá potentes rayos X y rayos ultravioleta, estamos muy lejos de ser afectados. En cambio, será un espectáculo de luces visible para toda la humanidad, y eso cambiará la constelación de Orión para siempre. Los científicos dicen que lo más probable es que deje una estrella de neutrones, quizás un púlsar que será visible durante millones de años. Todo el evento, de principio a fin, será una oportunidad sin precedentes para estudiar la evolución de estrellas, supernovas y remanentes estelares. Los científicos podrán trabajar hacia atrás desde explotar toda la investigación que se ha realizado y todas las observaciones y datos e identificar dónde estaban bien y dónde estaban equivocados. El viejo Betelgeuse les enseñará mucho.

La onda de choque de la supernova llegará en 100.000 años y será fácilmente desviada por la heliomagnetosfera de nuestro sol. El mayor impacto en la Tierra será un aumento en los rayos cósmicos que golpean la atmósfera superior.

Esperamos que la mayoría de nosotros observemos esta erupción catastrófica y quedemos asombrados por la fuerza de la naturaleza, mientras que otros recurrirán a extravagantes teorías de conspiración o reverencia cuasirreligiosa, pseudocientífica, de culto.

Si aún existía la humanidad cuando ocurrió el bendito evento.

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