Un equipo de astrónomos y astrofísicos dirigidos desde la Universidad de Arizona (EE UU) ha creado una imagen tridimensional detallada de una estrella hipergigante moribunda. El equipo, dirigido por los investigadores Ambesh Singh y Lucy Ziurys, rastreó la distribución, direcciones y velocidades de una variedad de moléculas que rodean la estrella hipergigante roja VY Canis Majoris.
Este hallazgo se presentó en las sesiones científicas de la 240ª Reunión de la Sociedad Astronómica estadounidense, en Pasadena (California). Los astrónomos ofrecen información, a una escala sin precedentes, sobre los procesos que acompañan a la muerte de estrellas gigantes.
En este equipo también participaron Robert Humphreys, de la Universidad de Minnesotta, y Anita Richards, de la Universidad de Manchester, en Reino Unido.
Las estrellas supergigantes extremas conocidas como hipergigantes son muy raras y solo se sabe que existen unas pocas en la Vía Láctea. Entre ellas, Betelgeuse, la segunda estrella más brillante de la constelación de Orión, y NML Cygni, también conocida como V1489 Cygni, en la constelación de Cygnus.
A diferencia de las estrellas con masas más bajas, que tienen más probabilidades de hincharse una vez que entran en la fase de gigante roja pero que generalmente conservan una forma esférica, las hipergigantes tienden a experimentar eventos de pérdida de masa sustanciales y esporádicas que forman estructuras complejas muy irregulares compuestas de arcos, cúmulos y nudos.
Fin de una estrella hipergigante
Situada a unos 3.009 años luz de la Tierra, VY Canis Majoris o VY CMa, es una estrella variable pulsante en la constelación ligeramente austral de Canis Major. Abarcando entre 10.000 y 15.000 unidades astronómicas (siendo 1 AU la distancia media entre la Tierra y el Sol), es posiblemente la estrella más masiva de la Vía Láctea, según el profesor Ziurys. «Es mucho más grande, mucho más masiva y sufre violentas erupciones cada 200 años más o menos«, añade.
Por su parte, Singh explica por qué se interesan en lo que hacen las estrellas hipergigantes al final de sus vidas. “Se solía pensar que estas estrellas masivas simplemente evolucionan en explosiones de supernovas -apunta-, pero ya no estamos seguros de eso. Si ese fuera el caso, deberíamos ver muchas más explosiones de supernovas en el cielo. Pensamos que podrían colapsar silenciosamente en agujeros negros, pero no sabemos cuáles terminan así con sus vidas, o por qué sucede eso y cómo«.
Las imágenes anteriores de VY CMa que se obtuvieron con el telescopio espacial Hubble de la NASA demostraron la presencia de distintos arcos así como otros grupos y nudos, muchos de los cuales se extienden a miles de AU desde la estrella central.
Para descubrir más detalles de los procesos por los cuales las estrellas hipergigantes terminan sus vidas, este equipo de astrónomos estadounidenses y británicos se propuso rastrear ciertas moléculas alrededor de ellas y mapearlas en imágenes preexistentes del polvo, tomadas por el Hubble.
Células de convección
En este sentido, Ziurys reconoce que “nadie ha podido hacer una imagen completa de esta estrella», por lo que se propusieron entender los mecanismos por los cuales la estrella arroja masa, que parecen ser diferentes a los de las estrellas más pequeñas que, al final de sus vidas, entran en su fase de gigante roja.
“No se ve esta agradable pérdida de masa simétrica, sino células de convección que atraviesan la fotosfera de la estrella como balas gigantes y expulsan masa en diferentes direcciones”, detalla Ziurys. «Son análogos a los arcos coronales que se ven en el Sol, pero mil millones de veces más grandes«, añade.
Este equipo utilizó el Atacama Large Millimeter Array (ALMA), en Chile, para rastrear una variedad de moléculas en el material expulsado de la superficie estelar. Aún están realizando observaciones pero ya han logrado mapas preliminares de óxido de azufre, dióxido de azufre, óxido de silicio, óxido de fósforo y cloruro de sodio.
A partir de estos datos, construyeron una imagen de la estructura de salida molecular global de VY CMa en escalas que abarcaban todo el material expulsado de la estrella.
Al mover las 48 antenas de radio de ALMA en diferentes configuraciones, los astrónomos lograron información sobre las direcciones y velocidades de las moléculas y mapearlas en las diferentes regiones de la envoltura de la hipergigante con considerable detalle e, incluso, correlacionarlas con diferentes eventos de eyección de masa a lo largo del tiempo.
Hasta ahora, han procesado casi un terabyte de ALMA y todavía reciben datos que tienen que analizar para obtener la mejor resolución posible.