Nueva teoría: ¿Consumió Betelgeuse una estrella más pequeña?

Seguro que, si te decimos que cambias tanto como Betelgeuse, sabrás que puedes ser una persona poco decidida y es que esta supergigante roja del cosmos en los últimos años ha generado muchos titulares, ya que su luminosidad ha cambiado drásticamente varias veces. A principios de este año, Betelgeuse se iluminó casi un 50%, lo que hizo especular con la posibilidad de que se convirtiera en supernova. 

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Sin embargo, un nuevo estudio sugiere que Betelgeuse está experimentando un fenómeno completamente distinto que no tiene nada que ver con sus recientes fluctuaciones. Y es que... ¡puede haber consumido una estrella compañera más pequeña! 

La teoría de la historia de una estrella como Betelgeuse es que se ilumina y se oscurece en tan gran medida que esta supergigante roja debería explotar como supernova. Pero para los más alarmistas no hay que preocuparse porque está demasiado lejos para hacernos daño, pero sería un gran espectáculo de luces. 

Imágenes de Betelgeuse tomadas con el instrumento SPHERE antes y después de la atenuación// Crédito: ESO / M. Montargès y col

Aunque ninguna de las recientes fluctuaciones de luminosidad de la estrella significa que su explosión y destrucción sean inminentes. Los cambios se atribuyen a las nubes de polvo y a las pulsaciones regulares de la estrella.  

Una nueva investigación no puede explicar las recientes fluctuaciones de Betelgeuse, pero sugiere que algo más ocurrió con nuestra vecina supergigante en su pasado. El nuevo estudio publicado en el servidor de preimpresiones arXiv se titula "Betelgeuse as a Merger of a Massive Star with a Companion" y el autor principal es Sagiv Shiber, del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Estatal de Luisiana. 

Pero, ¿tenía Betelgeuse una compañera? 

"Se ha establecido firmemente que la mayoría de las estrellas masivas existen dentro de sistemas binarios", escriben los autores. Muchas de ellas experimentarán interacciones binarias en algún momento de su evolución. A veces, aunque raramente, las estrellas pueden fusionarse. ¿Por eso Betelgeuse está sola?  

Cuando se produce una fusión, depende mucho de las masas respectivas de las estrellas. Puede haber "estallidos de fusión" transitorios, pérdida de masa, así como otros fenómenos. Todo esto se determina mediante simulaciones en la nueva investigación. Los investigadores simularon una fusión entre una estrella de 16 masas solares y otra más pequeña de 4 masas solares. (Betelgeuse tiene entre 16 y 19 masas solares.)  

Esta figura del estudio es una representación de la pérdida de masa procedente de la fusión simulada. El rojo es el gas más denso y el azul el menos denso // Crédito: Shiber et al. 2023

Las simulaciones muestran que a medida que las estrellas se acercan y comparten una envoltura común, finalmente la estrella menor se fusiona con el núcleo de helio de la estrella primaria. Esto provoca un intercambio de energía orbital y térmica. Finalmente, desencadena un potente pulso que viaja desde el núcleo a través de la envoltura de la estrella primaria. Pero no se detiene ahí. A veces, también puede desencadenar una pérdida de masa. Esto ocurre debido a la liberación de energía gravitatoria causada por la fusión.  

Pero en el caso de Betelgeuse, la evidencia de una fusión en el pasado puede estar en la rotación de la estrella. "Por ejemplo, los estudios sobre Betelgeuse han demostrado que una fusión anterior entre una estrella masiva anterior a la secuencia principal con una masa de aproximadamente 15~17M de masas terrestres y una compañera de secuencia principal de baja masa con una masa de alrededor de 1 ~ 4M de masas terrestres podría explicar su alta tasa de rotación implícita", afirma el artículo.  

No sería la primera vez  

Hay precedentes de este tipo de fusión en V838 Monocerotis. Fue una posible nova roja luminosa, una explosión estelar causada por la fusión de dos estrellas. Fue poco notable hasta 2002, cuando se iluminó de repente, y fue una de las estrellas más grandes conocidas durante un periodo de tiempo tras la supuesta fusión. Un artículo publicado en 2007 concluía que el estallido de la fusión era la única explicación del brillo y la expansión de V838 Monocerotis.  

Este estudio no puede llegar a esa conclusión, pero es una posibilidad clara. Hay muchas cosas que los astrofísicos aún no saben sobre estas fusiones y sus efectos. El tamaño de las envolturas de las estrellas y de la eventual envoltura común afecta a la velocidad de giro final del primario superviviente. Y la cantidad de masa perdida puede disipar diferentes cantidades de energía cinética, así que hay muchas cosas en juego.  

Los autores han hecho algunos progresos en la comprensión de estos fenómenos, pero necesitan mejores métodos y herramientas para comprenderlos mejor. 

No hay indicios de que esta fusión, de haberse producido, esté directamente relacionada con las recientes fluctuaciones de Betelgeuse, o con su eventual explosión como supernova. Pero algún día, Betelgeuse explotará. Si la humanidad dura lo suficiente, muchas generaciones futuras de científicos tendrán la suerte de ver cómo se desarrolla todo el proceso. Entonces quizá tengamos por fin respuestas.