Por primera vez, un equipo de astrónomos captó imágenes detalladas de la superficie burbujeante de una estrella gigante, R Doradus, ubicada a 180 años luz de la Tierra. Las observaciones, realizadas entre julio y agosto de 2023 con el telescopio ALMA en Chile, muestran gigantes burbujas de gas caliente, algunas 75 veces más grandes que el Sol, que emergen y se hunden en la estrella en un ciclo de solo un mes.
R Doradus es una estrella gigante roja cuyo radio es 370 veces mayor que el del Sol. Si estuviera en el centro del sistema solar, se tragaría a los planetas Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Las imágenes tomadas por el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un telescopio copropiedad del Observatorio Europeo Austral (ESO) situado en el norte de Chile, revelaron burbujas enormes de gas en la estructura de la estrella.
Esta nueva observación permite ajustar las predicciones sobre los movimientos convectivos en estrellas evolucionadas. Hasta el momento, estos movimientos no habían sido estudiados en detalle en estrellas que no fueran el Sol. Y cabe señalar que esta estrella tiene una masa similar a la del Sol, lo que significa que R Doradus es probablemente bastante parecida a cómo se verá nuestro Sol dentro de cinco mil millones de años, una vez que se convierta en una gigante roja.
La convección en las estrellas es un proceso de transporte de energía que implica el movimiento de gases calientes y fríos desde el interior hacia la superficie. Sin embargo, las burbujas en R Doradus, ubicada en la constelación de Dorado, parecen moverse más rápido de lo estimado previamente. "Todavía no sabemos por qué las burbujas se mueven tan rápido", declaró Wouter Vlemmings, profesor de la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia) y autor principal del estudio publicado en Nature. "Esto sugiere que la convección cambia de manera inesperada a medida que las estrellas envejecen".
Las estrellas producen energía en sus núcleos a través de la fusión nuclear. Esta energía puede ser transportada hacia la superficie de la estrella en forma de enormes burbujas calientes de gas que luego se enfrían y se hunden (como en una lámpara de lava). Este movimiento de mezcla (conocido como convección) distribuye los elementos pesados formados en el núcleo, como el carbono y el nitrógeno, por toda la estrella.
Se cree además que este proceso es responsable de los vientos estelares que transportan estos elementos al cosmos, dispersándolos y contribuyendo a la formación de nuevas estrellas, planetas e incluso, si todas las piezas se juntan de manera adecuada, la vida misma.
Nuevas preguntas sobre el comportamiento de las estrellas
Este hallazgo también resalta los avances en tecnología astronómica. A pesar de que los telescopios actuales solo nos permiten ver un 15% de lo que nos rodea en el universo, descubrimientos como el de R Doradus siguen revelando fenómenos que los modelos cosmológicos aún no logran explicar por completo.
"La convección crea la hermosa estructura granular que se ve en la superficie de nuestro Sol, pero que es difícil de ver en otras estrellas", agrega Theo Khouri, investigador de Chalmers y coautor del estudio. "Con ALMA, ahora no solo hemos podido ver directamente gránulos convectivos sino que también hemos medido por primera vez su velocidad de movimiento".
Los gránulos de R Doradus parecen moverse en un ciclo de un mes, que es más rápido de lo que los científicos esperaban en relación a cómo funciona la convección en el Sol. Observaciones como las que se hacen ahora de R Doradus nos están ayudando a entender cómo se comportan las estrellas como el Sol, incluso cuando crecen tan frías, grandes y burbujeantes como lo es R Doradus, afirman los investigadores.
"Es espectacular que ahora podamos obtener imágenes directas de los detalles de la superficie de estrellas tan lejanas y observar una física que hasta ahora solo era observable en nuestro Sol", concluye Behzad Bojnodi Arbab, estudiante de doctorado en Chalmers que también participó en el estudio.
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Las burbujas de convección se han observado previamente en detalle en la superficie de las estrellas, incluso con el instrumento PIONIER del Interferómetro del Very Large Telescope de ESO. Pero las nuevas observaciones de ALMA rastrean el movimiento de las burbujas de una manera que antes no era posible.
Establecida como organización intergubernamental en 1962, hoy ESO cuenta con el apoyo de 16 Estados Miembros (Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza), junto con Chile, país anfitrión, y con Australia como socio estratégico. El conjunto ALMA es una instalación astronómica internacional fruto de la colaboración entre ESO, la Fundación Nacional para la Ciencia de EE.UU. y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón en cooperación con la República de Chile.
RM/FL
