Estrella Betelgeuse gana más luminosidad ¿cuándo se convertiría en supernova?

La estrella supergigante roja Betelgeuse, en la constelación de Orión a 650 años luz de la Tierra, está pronto a finalizar su vida de forma espectacular. Es altamente probable que termine como una supernova de grandes proporciones, dadas sus características físicas: su luminosidad ha estado cambiando los últimos años.

¿Cómo sabemos que Betelgeuse terminará de esta manera? la respuesta la encontramos en los estudios teóricos y datos astrofísicos de estrellas supergigantes rojas. Esta estrella es de color rojo anaranjado, con baja temperatura fotosférica de 3.500 K —la fotosfera del Sol tiene una temperatura de 5.800 K— y presenta gran variabilidad en su luminosidad. Tales variables se describen en diagramas de temperatura y luminosidad, llamados también diagramas de Hertzsprung-Russell (abreviado H-R).

El diagrama H-R permite caracterizar tipos de estrellas, especialmente por tipo espectral (clasificación de Harvard-Yerkes) o curva de luz, que tiene relación con la temperatura superficial. Además, se puede inferir la evolución estelar, desde su nacimiento, desarrollo, hasta su muerte. Así es como Betelgeuse se ha agrupado entre las supergigantes rojas en fase final, con alta variabilidad en luminosidad y que terminaría en una explosión de supernova.

Se cree que Betelgeuse ya agotó sus reservas de hidrógeno y helio, y que aún podría estar en una etapa temprana de fusión nuclear de carbono o neón, faltando quemar luego oxígeno, silicio y finalmente hierro, antes de colapsar sobre su propia gravedad y explotar como supernova. Esto pasaría en los próximos 10 mil a 100 mil años, lo cual es poco tiempo a escala estelar, pero a escala humana es muchísimo.

Lo primero que llegará a la Tierra tras la explosión, serán los neutrinos, que son partículas que no interactúan con la masa. Posteriormente, arribarán fotones o luz de alta energía atenuados por su viaje de 650 años luz, lo cual iluminará nuestro cielo por un par de semanas, sin consecuencias para la vida, afortunadamente.

Evolución estelar de Betelgeuse

Las estrellas tipo Betelgeuse, de 20 masas solares, evolucionan de manera diferente al Sol, ya que su temperatura interna y luminosidad son tan altas que experimentan pérdidas de masa mucho mayores en poco tiempo, por eso están rodeadas de grandes cantidades de material y viven mucho menos tiempo que estrellas más pequeñas.

Comienzan quemando hidrógeno en la secuencia principal, pasando rápidamente a etapa supergigante roja, quemando helio, carbono, neón, oxígeno y silicio. Esto explica su alta variabilidad, quedando finalmente hierro.

Como supergigante ya no tienen capacidad para generar reacciones termonucleares y colapsan sobre su propia gravedad, explotando como supernova. Los remanentes son estrellas de neutrones muy densas y calientes, o en un menor porcentaje agujeros negros estelares.

Estos procesos astrofísicos de las estrellas, y muchos otros, se explican con los diagramas H-R. Por este motivo se puede predecir la evolución estelar que tendrán las estrellas desde su etapa inicial, como simple nube molecular, hasta su muerte y quedar como remanentes cósmicos del Universo, tal como la evolución que ha tenido Betelgeuse.

Evolución de estrellas parecidas a nuestro Sol

El Sol es una estrella común, inferiores a 10 masas solares, como el 97% de todas las estrellas. Estas pasan la mayor parte de su vida en la “secuencia principal”, quemando hidrógeno. Luego pasan a etapa subgigante quemando hidrógeno de su núcleo envuelto por helio, mientras aumentan tamaño y luminosidad, alcanzando la fase gigante roja.

Finalmente, se desprenden de sus capas exteriores en una nebulosa planetaria, dejando un cadáver inerte de carbono, nitrógeno y helio llamado "enana blanca", muy pequeña, densa y caliente.