Qué ocurrirá cuando explote Betelgeuse?

La constelación de Orión, junto al gran complejo de nubes moleculares e incluyendo sus estrellas más brillantes…. Betelgeuse, la cercana y brillante supergigante roja (y candidata a supernova), está en la parte inferior izquierda.

Rogelio Bernal Andreo

Toda estrella se quedará algún día sin combustible en su núcleo, poniendo fin a su carrera como fuente natural de fusión nuclear en el Universo. Mientras que las estrellas como nuestro Sol fusionan el hidrógeno en helio y luego -al convertirse en una gigante roja- el helio en carbono, hay otras estrellas más masivas que pueden alcanzar temperaturas lo suficientemente altas como para fusionar el carbono en elementos aún más pesados. En esas condiciones intensas, la estrella se convertirá en una supergigante roja, destinada a convertirse en supernova al cabo de unos 100.000 años. ¿Y la supergigante roja más brillante de todo nuestro cielo nocturno? Es Betelgeuse, que -como explicó fantásticamente Jillian Scudder en 2015- podría convertirse en supernova en cualquier momento.

El diagrama color-magnitud de las estrellas notables. La supergigante roja más brillante, Betelgeuse, se muestra en… la parte superior derecha.

Observatorio Europeo Austral

Honestamente, a su distancia de 640 años luz de nosotros, podría haberse convertido en supernova en cualquier momento desde el siglo XIV en adelante, y aún no lo sabríamos. Betelgeuse es una de las diez estrellas más brillantes del cielo en luz visible, pero sólo el 13% de su energía es detectable para el ojo humano. Si pudiéramos ver todo el espectro electromagnético -incluyendo el infrarrojo- Betelgeuse, desde nuestra perspectiva, superaría a todas las demás estrellas del Universo, excepto a nuestro Sol.

Tres de las principales estrellas de Orión -Betelgeuse, Meissa y Bellatrix- reveladas en el… infrarrojo. En luz infrarroja, Betelgeuse (abajo a la izquierda) es la estrella más brillante del cielo nocturno.

NASA / WISE

Fue la primera estrella que se resolvió como algo más que una fuente puntual. Con un tamaño 900 veces superior al de nuestro Sol, engulliría a Mercurio, Venus, la Tierra, Marte e incluso el cinturón de asteroides si sustituyera a nuestra estrella madre. Es una estrella pulsante, por lo que su diámetro cambia con el tiempo.

Esta impresión artística muestra la estrella supergigante Betelgeuse tal y como fue revelada gracias a diferentes… técnicas de vanguardia en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, que permitieron a dos equipos independientes de astrónomos obtener las vistas más nítidas jamás vistas de la estrella supergigante Betelgeuse. Muestran que la estrella tiene un vasto penacho de gas casi tan grande como nuestro Sistema Solar y una gigantesca burbuja en ebullición en su superficie.

ESO/L. Calçada

Además, está perdiendo masa constantemente, ya que las intensas reacciones de fusión comienzan a expulsar las capas más externas, tenuemente sostenidas. Las observaciones directas por radio pueden detectar realmente esta materia expulsada y han descubierto que se extiende hasta más allá del equivalente a la órbita de Neptuno.

La nebulosa de materia expulsada creada alrededor de Betelgeuse, que, por escala, se muestra en el interior… del círculo rojo. Esta estructura, que se asemeja a las llamas que emanan de la estrella, se forma porque el behemoth está desprendiendo su material al espacio.

ESO/P. Kervella

Pero cuando estudiamos el cielo nocturno, estamos estudiando el pasado. Sabemos que Betelgeuse, con una masa incierta entre unas 12 y 20 veces la de nuestro Sol, nunca estuvo destinada a vivir mucho tiempo: quizá unos 10 millones de años solamente. Cuanto más masiva es una estrella, más rápido quema su combustible, y Betelgeuse se está quemando muy, muy brillantemente: con una luminosidad de unas 100.000 veces la de nuestro Sol. Actualmente se encuentra en las etapas finales de su vida -como supergigante roja-, lo que significa que cuando el núcleo más interno comience a fusionar silicio y azufre en hierro, níquel y cobalto, a la propia estrella sólo le quedarán unos minutos.

La anatomía de una estrella muy masiva a lo largo de su vida, que culmina en una Supernova de Tipo II.

Nicole Rager Fuller para la NSF

En esos momentos finales, el núcleo estará increíblemente caliente, pero el hierro, el níquel y el cobalto no podrán fusionarse en nada más pesado. Es energéticamente desfavorable hacerlo, por lo que no se producirá nueva radiación en las regiones más internas. Sin embargo, la gravitación sigue actuando, tratando de atraer el núcleo de la estrella hacia sí mismo. Sin una fusión nuclear que lo sostenga, el núcleo no tiene otra opción y comienza a implosionar. La contracción hace que se caliente, se vuelva más denso y alcance presiones nunca vistas. Y una vez superada una unión crítica, sucede: los núcleos atómicos del núcleo de la estrella comienzan una reacción de fusión desbocada de golpe.

Esto es lo que crea una supernova de Tipo II: el colapso del núcleo de una estrella ultramasiva. Tras un breve destello inicial, Betelgeuse se iluminará enormemente durante un período de semanas, alcanzando un brillo máximo que, intrínsecamente, será miles de millones de veces más brillante que el Sol. Permanecerá en su máximo brillo durante meses, ya que el cobalto radiactivo y los gases en expansión provocan una emisión continua de luz brillante.

En su máximo brillo, una supernova puede brillar casi tanto como el resto de las estrellas de una galaxia… combinadas. Esta imagen de 1994 muestra un ejemplo típico de una supernova de colapso del núcleo en relación con su galaxia anfitriona.

NASA/ESA, The Hubble Key Project Team and The High-Z Supernova Search Team

En el pasado se han producido supernovas en nuestra Vía Láctea: en 1604, 1572, 1054 y 1006, entre otras, siendo varias de ellas tan brillantes que eran visibles durante el día. Pero ninguna de ellas estuvo tan cerca como Betelgeuse.

A sólo 600 o más años luz de distancia, Betelgeuse estará mucho más cerca que cualquier supernova jamás registrada por la humanidad. Afortunadamente, está lo suficientemente lejos como para no suponer un peligro para nosotros. El campo magnético de nuestro planeta desviará fácilmente cualquier partícula energética que se acerque a nosotros, y está lo suficientemente lejos como para que la radiación de alta energía que nos llegue sea de tan baja densidad que tendrá menos impacto en ti que el plátano que has desayunado. Pero, oh, alguna vez aparecerá brillante.

La constelación de Orión como aparecería si Betelgeuse se convirtiera en supernova en un futuro muy cercano. La… estrella brillaría casi tanto como la Luna llena.

Usuario de Wikimedia Commons HeNRyKus / Celestia

No sólo Betelgeuse será visible durante el día, sino que rivalizará con la Luna por ser el segundo objeto más brillante del cielo. En algunos modelos, Betelgeuse «sólo» será tan brillante como una gruesa luna creciente, mientras que otros la verán rivalizar con toda la luna llena. Es posible que sea el objeto más brillante del cielo nocturno durante más de un año, hasta que finalmente se desvanezca hasta un estado más tenue.

La estrella ultramasiva Wolf-Rayet 124, mostrada con su nebulosa circundante, es una de las miles de… estrellas de la Vía Láctea que podría ser la próxima supernova de nuestra galaxia. Betelgeuse es simplemente la candidata potencial más cercana conocida. Archivo del Legado del Hubble / A. Moffat / Judy Schmidy

Desgraciadamente, la pregunta clave de «cuándo» no tiene respuesta; miles de otras estrellas de la Vía Láctea podrían convertirse en supernovas antes que Betelgeuse. Hasta que no desarrollemos un telescopio de neutrinos ultrapotente para medir el espectro de energía de los neutrinos generados por una estrella como Betelgeuse, a cientos de años luz de distancia (y, por tanto, los elementos que se están fusionando en su interior), no sabremos lo cerca que está de convertirse en supernova. Podría haber explotado ya, con la luz del cataclismo ya en camino hacia nosotros… o podría seguir sin ser diferente de lo que parece hoy durante otros cien mil años.