Tenemos una idea aproximada de cómo evolucionará el Sol en los próximos miles de millones de años. Gracias a la observación de W Hydrae, sin embargo, ahora tenemos una idea mucho mejor, y alguna que otra sorpresa…

W Hydrae, una estrella más vieja que el Sol

El entorno de W Hydrae, visto en luz visible.
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El entorno de W Hydrae, visto en luz visible.
Crédito: Digitized Sky Survey

Un equipo de astrónomos ha logrado, por primera vez, observar los detalles en la superficie de una vieja estrella, W Hydrae, con la misma masa que el Sol. Las imágenes obtenidas con el radiotelescopio ALMA muestran que se trata de una estrella gigante. Su tamaño es de dos unidades astronómicas. Es decir, dos veces la distancia que separa la Tierra del Sol. El principal hallazgo es que la atmósfera de la estrella está afectada por potentes (e inesperadas) ondas de choque.

El equipo ha recurrido al radiotelescopio ALMA para hacer las observaciones. Es la segunda observación de una estrella en tan solo unos meses. Ya que no hace mucho hablé aquí de la imagen obtenida de la estrella Antares gracias al Telescopio Muy Grande. En cualquier caso, el mérito es que esta es la imagen más definida que tenemos de una estrella con una masa original similar a la del Sol. En ella, vemos por primera vez los detalles de la superficie de W Hydrae.

Esta gigante roja está a 320 años-luz de distancia, en la constelación de Hidra. Es un ejemplo de estrella en la fase de rama asintótica gigante (RAG, o AGB por su abreviatura en inglés). Este tipo de viejas estrellas son frías, muy brillantes, y pierden masa a través del viento estelar. El nombre procede del famoso diagrama de Hertzsprung-Russell, que clasifica estrellas en función de su brillo y temperatura. Hablé de él, en detalle, aquí.

El papel de las gigantes rojas

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W Hydrae, observada por ALMA. La línea de puntos azul indica la órbita de la Tierra.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Vlemmings

Para los investigadores, es importante estudiar no solo el aspecto de las gigantes rojas. También cómo cambian y cómo alimentan la galaxia con los ingredientes esenciales de la vida. Gracias a la capacidad de resolución de ALMA, ahora existe la posibilidad de tener imágenes detalladas de estas frías estrellas. Sí, no son gran cosa para el gran público. Son imágenes borrosas que apenas dejan intuir nada, pero para los científicos es todo un avance.

Las estrellas como el Sol evolucionan en una escala de miles de millones de años. Cuando llegan a la vejez, se vuelven mucho más grandes, frías y comienzan a perder masa a través del viento estelar. En el interior de estas estrellas se crean elementos muy importantes para la vida. Es el caso del carbono y el nitrógeno (y el oxígeno). Cuando entran en fase de gigante roja, estos elementos son liberados al espacio. Listos para ser usados por la siguiente generación de estrellas.

Las imágenes del telescopio ALMA son las más claras que tenemos de una gigante roja con una masa similar al Sol. Aunque las imágenes de Antares y Betelgeuse también son relativamente definidas, son estrellas mucho más masivas que el Sol, con una evolución que no es exactamente similar. De hecho, Betelgeuse explotará en forma de supernova, un destino que no le espera al Sol, que se convertirá en una enana blanca.

Las sorpresas de W Hydrae

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Como indica esta imagen, sólo es posible obtener imágenes directas de las estrellas más grandes y cercanas.
Crédito: ESO/K. Ohnaka (Antares); Alma (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’Gorman/P. Kervella (Betelgeuse); ESO (R Doradus); Alma (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Vlemmings (W Hydrae)

Pero volvamos a W Hydrae. Las observaciones han tenido una sorpresa con la que los astrónomos no contaban. Se puede observar un punto compacto y brillante. Es la evidencia de que la estrella tiene una capa de gas muy caliente, en la superficie. Probablemente, se trata de ondas de choque en la atmósfera de W Hydrae. Pero tienen la particularidad de alcanzar temperaturas más altas que lo predicho por los modelos teóricos actuales de este tipo de estrellas.

Cabe otra posibilidad, que es también muy interesante. Es posible que, en el momento de capturar la imagen de la estrella, W Hydrae estuviese en el proceso de emitir una gigantesca llamarada estelar. Así que los astrónomos están realizando nuevas observaciones, tanto con ALMA como otros instrumentos, para poder comprender mejor el funcionamiento de la atmósfera de W Hydrae. Este tipo de observaciones son complicadas de realizar, pero valen la pena.

A fin de cuentas, estamos viendo una estrella en las últimas fases de su vida. Pero no es una estrella muy diferente a la nuestra. Es, de una manera casi literal, como ver el futuro de nuestro propio Sol. Tanto si resulta ser una onda de choque, como si resulta ser una llamarada estelar, el estudio de W Hydrae será muy útil para poder comprender cómo funcionan las gigantes rojas, así como para comprender mejor cómo podría ser el futuro del Sol.

Material reutilizable

Además, también podría ayudar a comprender mejor el papel que tienen las gigantes rojas a la hora de esparcir estos elementos por la galaxia. O, mejor dicho, estudiarlo con mayor detalle. A fin de cuentas, ya sabemos que ese viento estelar, que expulsa las capas exteriores de una gigante roja, es la que esparce ese material lejos de los dominios de la estrella. Con cada estrella, de masa similar al Sol o más pequeña, que muere, aumenta la cantidad de elementos disponibles.

El carbono, el nitrógeno y el oxígeno son solo algunos de los elementos esenciales para la vida. En cierto modo, tiene cierta poesía. De la muerte de estrellas como W Hydrae, y el Sol en el futuro, en unos 5.000 millones de años, nacen nuevas estrellas que, con esos elementos incorporados a sus alrededores, podrían tener incluso una oportunidad mejor de que aparezca vida en los planetas que tengan a su alrededor.

El estudio de estrellas como W Hydrae es, en ese sentido, muy interesante porque nos permite comprender mejor tanto nuestro futuro, al ver qué es lo que le espera al Sol y cómo podría evolucionar, como nuestro pasado. Porque, del mismo modo, el Sistema Solar está compuesto de elementos que proceden de estrellas que murieron hace mucho tiempo, quizá en confines remotos de la galaxia. Es el ciclo de la vida…

El estudio es W. Vlemmings, T. Khouri, et al.; «The shock-heated atmosphere of an asymptotic giant branch star resolved by ALMA», publicado en la revista Nature Astronomy digitalmente. Puede ser consultado en este enlace.

Referencias: Phys.org