Los astrónomos han sido testigos de cómo una de las estrellas más grandes de nuestro universo se transforma en un raro cuerpo estelar, y la dramática metamorfosis puede ser la precuela de una poderosa explosión de supernova que hace que esta estrella genere un agujero negro.
Los condenados estrella en cuestión es WOH G64 (también conocido como IRAS 04553–6825), ubicado en una galaxia satélite del vía Láctea conocido como el Gran Nube de Magallanes (LMC), a unos 163.000 años luz de distancia. La estrella tiene aproximadamente 1.540 veces el tamaño de la solcon casi 30 veces la masa de nuestra estrella y la asombrosa cifra de 282.000 veces su brillo. Descubierto en los años 1970, el WOH G64 siempre ha parecido ser un supergigante roja Estrella rodeada por un anillo o toroide de polvo denso.
Sin embargo, en 2014, la apariencia de esta supergigante comenzó a cambiar. Un equipo de astrónomos, dirigido por Gonzalo Muñoz-Sánchez en el Observatorio Nacional de Atenas, notó que el color de la estrella cambiaba junto con el correspondiente aumento en la temperatura de su superficie. Muñoz-Sánchez y sus colegas determinaron que esto debe representar la transformación de una supergigante roja en una rara hipergigante amarilla, lo que también podría significar que los astrónomos están presenciando la «muerte» de una estrella en tiempo real.
«El destino de las estrellas con masas iniciales entre 23 y 30 masas solares después de evolucionar a supergigantes rojas aún es incierto. En este caso, WOH G64 fue la supergigante roja más extrema conocida, con una masa estimada de alrededor de 28 masas solares», dijo Muñoz-Sánchez a Space.com. «Aún no está claro si estas estrellas explotan tan supernovascolapsar directamente en agujeros negroso evolucionar de la fase supergigante roja a una etapa hipergigante amarilla antes de terminar con sus vidas. «WOH G64 podría ser la solución a esta pregunta.»
Los resultados del equipo representan la primera evidencia de que un objeto estelar extremo puede cambiar su temperatura y evolucionar de rojo a amarillo en el lapso de un año, y además de una manera suave y silenciosa.
«Esto es especialmente sorprendente porque los cambios rápidos en las estrellas suelen estar asociados con procesos violentos o abruptos», continuó Muñoz-Sánchez.
Sin embargo, eso no fue todo lo que el equipo descubrió sobre esta inmensa estrella. Los científicos también descubrieron que WOH G64 no está solo.
Vive rápido, muere joven… pero no solo
Con sólo 5 millones de años, WOH G64 es una joven cósmica en comparación con otras estrellas como nuestro Sol de mediana edad, de 4.600 millones de años, por lo que puede parecer un poco cósmicamente injusto que se enfrente al final de su vida. Este es el caso porque las estrellas masivas como ésta «viven rápido y mueren jóvenes», quemando su suministro de combustible necesario para la fusión nuclear más rápidamente que las estrellas de tamaño modesto.
Aunque esta corta vida útil es válida para todas las estrellas masivas, las etapas finales de la vida de estos titanes estelares no son tan seguras. Por ejemplo, no todas las supergigantes rojas se deshacen de sus capas externas cuando sus núcleos se contraen para convertirse en hipergigantes amarillas.
«Las hipergigantes amarillas son extremadamente raras porque representan una fase de transición de corta duración entre la etapa de supergigante roja y la eventual explosión de supernova», dijo Muñoz-Sánchez. «Por lo tanto, actualmente sólo se conoce un pequeño número de hipergigantes amarillas confirmadas, que ascienden a sólo unas pocas decenas de objetos».
Para que se produzca esta transformación hipergigante amarilla, una estrella masiva necesita un viento estelar que sea lo suficientemente fuerte como para arrancar una envoltura exterior de material estelar previamente desprendido, un proceso que eleva su temperatura. Sin embargo, sólo las supergigantes rojas más brillantes pueden generar flujos de material lo suficientemente potentes como para desencadenar esta fase de transición que eventualmente conducirá a la muerte de la estrella.
El equipo también descubrió que la enorme estrella en realidad es parte de un sistema binario, que existe con una estrella compañera. Esto complica la causa potencial de su transformación si la estrella principal está arrastrando con avidez materia de su compañera.
«Las interacciones binarias también pueden desempeñar un papel crucial en la formación de hipergigantes amarillas», dijo Muñoz-Sánchez. «Si se produce una transferencia de masa o una ruptura de la envoltura en un sistema binario, la envoltura de una supergigante roja puede eliminarse parcialmente, impulsando potencialmente su evolución hacia las temperaturas amarillas».
El investigador continuó explicando que en un escenario binario, en el que la evolución de la estrella es causada por interacciones con su compañera, la sistema binario habría estado incrustado en una envoltura común, un capullo de gas que rodeaba a ambas estrellas y que la hacía aparecer como una supergigante roja. La expulsión parcial de esta envoltura revelaría entonces las dos estrellas.
«Alternativamente, aunque el sistema es binario, la transición puede haber sido impulsada por procesos estelares intrínsecos. En este caso, la estrella puede haber sufrido un episodio eruptivo extraordinario que duró más de 30 años y ahora está regresando a un estado inactivo amarillo», añadió Muñoz-Sánchez. «Ambas posibilidades son extremadamente raras, y presenciar cualquiera de ellas en escalas de tiempo humanas no tiene precedentes».
Por tanto, el equipo aún no sabe si su evolución es consecuencia de interacciones entre WOH G64 y su compañera estelar binaria o si la metamorfosis es intrínseca a la propia estrella.
«Observaciones recientes sugieren que algunas de las otras supergigantes rojas extremas también pueden estar en sistemas binarios», explicó Muñoz-Sánchez. «Comprender si las propiedades extremas de estas estrellas surgen de su naturaleza intrínseca o de interacciones binarias es crucial para estudiar las poblaciones de estrellas masivas evolucionadas, predecir sus muertes e interpretar las supernovas que producen, fenómenos que aún no se comprenden completamente».
Y comprender la naturaleza binaria de WOH G64 no es sólo clave para comprender su vida; Estos detalles también son parte integral de su muerte.
El continuo intercambio de masa entre las estrellas podría provocar su colisión y la fusión de los dos componentes. Sin embargo, si las interacciones entre las estrellas son leves o inexistentes, la estrella principal evolucionaría hacia el colapso del núcleo, lo que en última instancia resultaría en una explosión de supernova o un colapso directo en un agujero negro. «En términos astronómicos, WOH G64 parece ser un sistema altamente evolucionado, y es posible que su núcleo sufra un colapso ‘pronto’. En este contexto, «pronto» corresponde a una escala de tiempo que oscila entre cien y algunos miles de años», afirmó Muñoz-Sánchez. «Un evento así sería extraordinario; sigue siendo muy improbable que ocurra durante nuestra vida.
Aunque, por supuesto, ni siquiera estamos seguros de que esta estrella explote como una supernova».
El lunes (23 de febrero) se publicó un artículo sobre estos resultados en la revista Naturaleza.
