Por primera vez en la historia, un equipo de astrónomos ha logrado capturar imágenes detalladas de la superficie de una estrella distinta al Sol, permitiendo observar el movimiento de gas en forma de burbujas gigantes. Estas imágenes, obtenidas entre julio y agosto de 2023 utilizando el telescopio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), revelaron el turbulento comportamiento de la estrella gigante roja R Doradus. Este descubrimiento marca un avance significativo en la comprensión de las dinámicas estelares y el ciclo de vida de estrellas como nuestro Sol.
El descubrimiento
La estrella R Doradus, ubicada a unos 180 años luz de la Tierra en la constelación Dorado, es aproximadamente 350 veces más grande que el Sol, lo que la convierte en un objetivo ideal para la observación detallada.
Con una masa similar a la del Sol, R Doradus ofrece una visión anticipada de cómo podría ser nuestra estrella en unos cinco mil millones de años, cuando se expanda y se convierta en una gigante roja. Lo más destacado de esta observación es la detección de enormes burbujas de gas caliente, con tamaños que alcanzan hasta 75 veces el diámetro del Sol, surgiendo en la superficie de R Doradus y hundiéndose de nuevo en su interior a una velocidad mayor de la esperada.
Según el profesor Wouter Vlemmings, líder del estudio y profesor en la Universidad de Tecnología de Chalmers en Suecia, “esta es la primera vez que podemos mostrar de forma tan clara la superficie burbujeante de una estrella real». Las imágenes obtenidas superaron todas las expectativas, mostrando detalles de la convección estelar nunca antes observados fuera de nuestro propio sistema solar.
¿Qué es la convección estelar?
Las estrellas, incluidas el Sol y R Doradus, producen energía en sus núcleos a través de la fusión nuclear, un proceso en el que los átomos se combinan para formar elementos más pesados, liberando una cantidad colosal de energía.
Esta energía se transfiere hacia la superficie en forma de burbujas de gas caliente que suben y bajan en un ciclo continuo de enfriamiento y calentamiento, similar al comportamiento de una lámpara de lava. Este proceso, conocido como convección, también distribuye elementos pesados como el carbono y el nitrógeno por toda la estrella. Además, la convección desempeña un papel clave en la creación de vientos estelares que expulsan estos elementos al espacio, donde eventualmente contribuyen a la formación de nuevas estrellas y planetas.
Hasta el descubrimiento de R Doradus, los movimientos convectivos solo se habían rastreado en detalle en el Sol, debido a las dificultades técnicas para observar estrellas distantes con tanta precisión. No obstante, el uso de ALMA permitió a los astrónomos superar este desafío y obtener imágenes de alta resolución de la superficie de esta estrella gigante.
Los misterios de R Doradus
Una de las sorpresas que reveló este estudio es que las burbujas convectivas de R Doradus se mueven en un ciclo de un mes, mucho más rápido de lo que los científicos anticipaban, basándose en el comportamiento de la convección en el Sol.
Este hallazgo plantea preguntas intrigantes sobre cómo cambia la convección a medida que una estrella envejece. El equipo de investigación, dirigido por Vlemmings, aún no ha encontrado una explicación definitiva para esta diferencia en los tiempos de ciclo, lo que sugiere que todavía hay mucho por descubrir sobre la evolución de las estrellas.
Además, la observación detallada de R Doradus ha permitido a los científicos estudiar su rotación. Observaciones anteriores con ALMA habían indicado que esta estrella giraba a una velocidad mucho mayor de lo esperado para una gigante roja.
Sin embargo, en este nuevo estudio, los investigadores han descartado la hipótesis de que el rápido movimiento de las burbujas de gas pudiera haber creado una ilusión óptica que hiciera parecer que la estrella giraba más rápido. En cambio, las mediciones sugieren que su tasa de rotación es significativamente más lenta que el ciclo convectivo de un mes.
Implicaciones para el futuro del Sol
El estudio de R Doradus tiene implicaciones directas para nuestra comprensión del futuro del Sol. Al ser una estrella con una masa similar, se espera que el Sol experimente un proceso evolutivo similar, inflándose hasta convertirse en una gigante roja en unos cinco mil millones de años.
Durante esta fase, el Sol se expandirá tanto que engullirá a los planetas interiores de nuestro sistema solar, incluyendo Mercurio y Venus. El estudio de R Doradus, por lo tanto, ofrece una oportunidad única para anticipar cómo será el destino final de nuestra estrella.
El investigador Theo Khouri, coautor del estudio y miembro de la Universidad de Tecnología de Chalmers, señaló la importancia de estas observaciones: “La convección crea la hermosa estructura granular que vemos en la superficie del Sol, pero es difícil de observar en otras estrellas.
Con ALMA, ahora hemos podido no solo ver directamente los gránulos convectivos —¡con un tamaño 75 veces mayor que el del Sol!—, sino también medir la velocidad a la que se mueven por primera vez».
La importancia de ALMA
El telescopio ALMA, ubicado en el desierto de Atacama en Chile, ha sido esencial para hacer posibles estas observaciones.
ALMA es una red de radiotelescopios capaz de observar el universo en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas, lo que le permite capturar detalles que otros telescopios no pueden. Gracias a su capacidad para observar estrellas en estas longitudes de onda, ALMA ha proporcionado las imágenes más detalladas hasta la fecha de la superficie de una estrella distante como R Doradus.
Estas observaciones son solo el comienzo de lo que los astrónomos esperan que sea una nueva era en la exploración de las dinámicas estelares. Al poder observar los procesos físicos que ocurren en la superficie de estrellas distantes, los científicos están en una posición única para responder preguntas fundamentales sobre la evolución estelar y el destino final de estrellas como el Sol.
El estudio de R Doradus representa un hito en la astronomía. Por primera vez, los astrónomos han podido observar con detalle la superficie de una estrella distinta al Sol, revelando un comportamiento convectivo sorprendente y misterioso.
Estas observaciones no solo nos ofrecen una ventana hacia el futuro del Sol, sino que también abren nuevas oportunidades para comprender los mecanismos internos que rigen la vida y la muerte de las estrellas. Con avances como este, estamos un paso más cerca de desvelar los secretos del universo y nuestro lugar en él.