Astrónomos descubren enormes manchas y superllamaradas en enigmáticas estrellas

Luego de años de observaciones y análisis de datos, un equipo internacional de astrónomos ha descubierto nuevas propiedades de un tipo particular de estrellas, conocidas como “estrellas de rama horizontal extrema” (EHB, por sus siglas en inglés). Los astrónomos pudieron encontrar manchas gigantes en su superficie, como también eventos de superllamaradas, erupciones de energía varios millones de veces más energéticas que las explosiones similares que ocurren en nuestro Sol. Estos hallazgos se describen en un artículo publicado este lunes en Nature Astronomy.

Estas estrellas son pequeñas -tienen aproximadamente la mitad de la masa y tamaño del Sol-, pero son cuatro o cinco veces más calientes y también más antiguas, ya que tienen edades de más de 10 mil millones de años, comparado con los 4.6 mil millones de años del Sol. Se encuentran, de hecho, en las fases finales de su evolución.

“El origen de estas estrellas ha sido un misterio por décadas”, dice Lorenzo Monaco, astrónomo de la Universidad Andrés Bello y coautor de la publicación. “Sabemos que han perdido una gran cantidad de masa, cosa que las llevará a terminar su vida prematuramente como enanas blancas, sin antes pasar por la fase siguiente que se esperaría por su evolución”.

Manchas y superestallidos de energía

El equipo, dirigido por Yazan Momany, del Observatorio Astronómico INAF de Padua (Italia), realizó un amplio monitoreo a largo plazo de tres cúmulos estelares diferentes en donde se encuentran este tipo de estrellas, lo que les permitió detectar que su brillo cambiaba regularmente, en periodos de pocos días a varias semanas.

“Luego de descartar las otras posibilidades, por ejemplo que las estrellas fueran binarias (o sea, la presencia de estrellas compañeras), hemos podido demostrar que esta variabilidad de luminosidad está asociada a la presencia de manchas en la superficie de las estrellas”, dice Monaco.

Algo parecido, explica, a las manchas que observamos en el Sol, pero con importantes diferencias. Por un lado, las manchas solares son zonas más frías y menos luminosas que el resto de la superficie, mientras que las manchas de las estrellas EHB representan zonas más calientes y brillantes.

Asimismo, mientras que las manchas solares perduran algunas semanas o meses, en las estrellas EHB persisten durante años y además tienen un tamaño gigantesco, “más de tres mil veces más grandes que las que

Manchas en el Sol vs manchas en estrellas EHB – ESO/L. Calçada, INAF-Padua/S. Zaggia

observamos en el Sol, y pueden abarcar hasta un cuarto de la superficie total de la estrella”, precisa el astrónomo. Aun con estas diferencias, en ambos casos estas manchas se deben a la presencia de un campo magnético.

El investigador de la UNAB destaca que el haber encontrado estas variaciones de brillo en tres grupos estelares diferentes, con distintas propiedades estructurales y químicas, indica que es una propiedad general de este tipo de estrellas.

Junto con las gigantescas manchas magnéticas, los astrónomos pudieron detectar la presencia de fuertes explosiones de energía o superllamaradas en algunas estrellas analizadas, que son otra señal de la presencia de campos magnéticos. “Hemos podido identificar dos de estos raros eventos en uno de los cúmulos observado a lo largo de seis años. Si bien no es posible observar directamente la superficie de estas estrellas tan lejanas, los eventos han sido identificados como un aumento muy rápido en la luminosidad, que luego baja más lentamente”, explica Lorenzo Monaco.

Una imagen más completa

La conclusión de estos hallazgos es que los campos magnéticos puestos en evidencia, tanto por las variaciones de brillo asociadas a las manchas como las explosiones, son importantes para explicar las particularidades de estas estrellas.

“Los campos magnéticos terminan siendo la propiedad fundamental que determina la evolución de las fases finales de las estrellas EHB”, dice el profesor Monaco. “En efecto, estos campos magnéticos llevan a un aumento en la pérdida de masa de estas estrellas, lo que altera su evolución sucesiva causando que terminen como una enana blanca, sin haber pasado por las fases de rama asintótica y nebulosa planetaria”.

Very Large Telescope (VLT) – ESO/S. Brunier

Así, después de seis décadas tratando de entender las estrellas de rama horizontal extrema, los astrónomos ahora tienen una imagen más completa de ellas y se abren nuevas posibilidades para continuar investigando y resolver otros misterios de la astronomía estelar.

“Estos resultados han sido obtenidos gracias a una extensa colaboración internacional que abarca tres continentes: Europa, América del Norte y del Sur. Los datos utilizados fueron obtenidos a través de varios instrumentos y telescopios, todos ubicados en Chile, en los observatorios La Silla y Paranal del Observatorio Europeo Austral (ESO) y el Observatorio Las Campanas”, comenta finalmente Lorenzo Monaco.

Nuestro académico también destaca la participación de otros tres astrónomos residentes en Chile en estos descubrimientos: Christian Moni Bidin, director del Instituto de Astronomía de la Universidad Católica del Norte, Ivo Saviane, astrónomo de la ESO, y Yuri Beletski, astrónomo del Observatorio Las Campanas.

Ver también: Comunicado de prensa de ESO en español.