Espeluznantes gigantes azules pueden revelar los secretos de la evolución de las estrellas

Traducción de un artículo de Paul Sutter publicado en Universe Today



Imagine una estrella millones de veces más brillante que el sol, que cada pocas décadas emite un poderoso destello, comparable en brillo a una explosión de supernova. Y a pesar de la magnitud de tales explosiones, no destruyen nuestra atribulada estrella. La estrella continúa viviendo su propia vida, su superficie late en violentas convulsiones, cuya fuente son las capas internas. Pronto, una gran explosión pondrá fin al sufrimiento de la estrella, pero hasta entonces, durante otros mil años, tendrá que soportar tal existencia.

Estamos hablando de raras estrellas variables de color azul brillante, que pueden contener pistas para comprender la conexión entre la vida de las estrellas y su muerte.

Periodo azul

Las estrellas azules brillantes variables (LBV) son objetos increíblemente raros. Por el momento, los astrónomos conocen la existencia de solo unos 20 (esto no es exacto) tales objetos, y se cree que en nuestra galaxia puede haber un máximo de varios cientos. Debido al hecho de que son tan raros, no los entendemos bien. Debido al hecho de que no los entendemos bien, es difícil describirlos.


La Nebulosa del Homúnculo se formó después de la grandiosa explosión de LBV Eta Carinae. Jon Morse (Universidad de Colorado) y el telescopio espacial Hubble de la NASA

Esto es lo que sabemos:

• Estas son grandes estrellas. Muy grande El más pequeño de ellos se puede comparar en masa con diez de nuestros soles, y el más grande, con cientos. Pero incluso los más pequeños de su juventud eran mucho, mucho más grandes y disminuyeron al tamaño que estamos viendo ahora, después de una serie de monstruosas explosiones que volaron su propia atmósfera en el espacio exterior.
• Estas son estrellas brillantes. Su luminosidad excede el solar en 250,000 veces y puede alcanzar valores que exceden la luminosidad del sol en 3 millones de veces. Por lo tanto, su temperatura superficial debe ser de 10,000 K a 25,000 K, que es varias veces más caliente que el sol.
• La rareza de tales estrellas probablemente se deba a su fragilidad. Muchas de las estrellas ordinarias más masivas, y posiblemente * todas * las grandes estrellas, pasan por la fase LBV. Es al final de sus vidas, justo antes de que se conviertan en una supernova, que pasan por la etapa LBV en menos de cien mil años. Este es un tiempo tan corto que en una galaxia media solo pueden existir varios cientos de objetos a la vez.
• Son espontáneos, violentos e inestables. Una de las primeras estrellas LBV descubiertas, Eta Carinae, fue el segundo objeto más brillante en el cielo ... durante solo tres días en marzo de 1843. Ella ya no es visible a simple vista.

Y esto es lo que no sabemos sobre ellos:

Todo lo demás.

Calentamiento antes de la final

Probablemente el misterio más importante de las estrellas LBV reside en su inestabilidad diabólica. ¿Qué causa exactamente los destellos poco frecuentes, pero fantásticos en escala? Aunque es difícil responder de inmediato a esta pregunta (uno debe pensar, porque estas estrellas son sistemas físicos increíblemente complejos), los científicos creen que la solución radica en la compleja relación entre las capas externas e internas de tales estrellas.

Las estrellas LBV sufren la forma más grave del síndrome del intestino irritable imaginable. Sus entrañas son constantemente expulsadas por flujos de convección colosales, que transportan la materia caliente del núcleo a la superficie, y se enfrían, de la superficie al núcleo. Este es un proceso completamente normal para las estrellas ordinarias, pero aquí las estrellas LBV simplemente rompen la barra: los flujos de convección empujan activamente los grupos de capas externas mucho más arriba y más de lo habitual.

Habiéndose separado un poco debido a la convección del cuerpo de una estrella caliente, las capas externas finalmente pueden enfriarse un poco. Esto aumenta su densidad, que a su vez bloquea la luz de las estrellas que viene de abajo. La radiación empuja (como una vela solar, solo que varias veces más grave) esta capa externa condensada, separándola por completo de la estrella y acompañando todo esto con un potente destello de luz y la emisión de materia.

Todavía queda mucho por aclarar y responder a una pregunta importante: la etapa LBV de estrellas masivas, acompañada de ataques violentos, no es un presagio de una etapa aún más loca de evolución estelar conocida como la fase Wolf-Rayet, o inmediatamente después de LBV se produce supernova?

Parientes de los gigantes

Si tuviéramos a nuestra disposición varios cientos de miles de años para observar la vida y la muerte de tales estrellas, esta pregunta podría responderse fácilmente. Pero no tenemos ese tiempo, por lo que será difícil encontrar una respuesta.

Una de las claves de la pista radica en el parentesco entre las estrellas gigantes. Si el curso de la vida de las estrellas más masivas del Universo se ve así: "gigante / variable azul brillante / Wolf-Raye / broads", además de que cada una de las etapas es relativamente fugaz, entonces debemos observar todas estas etapas en nuestro entorno estelar. Las grandes estrellas nacen juntas, envejecen juntas y mueren juntas.

Pero si las estrellas LBV solas y van al último "babah" por un camino separado, entonces deberían ser diferentes de sus parientes: las estrellas Wolf-Rayet. Hablando en sentido figurado, se instalarán en un hogar de ancianos separado al otro lado de la ciudad.

El mejor lugar para buscar tales lazos familiares es la Gran Nube de Magallanes, ya que es un objeto relativamente aislado en el cielo nocturno.

Los estudios sobre la masividad de las estrellas LBV se han llevado a cabo con un éxito variable en los últimos años, mientras que los científicos están tratando de llegar a una definición unificada de los conceptos de "masividad" y "LBV".

Un estudio reciente recientemente aceptado para su publicación en Astrophysical Journal aclara la descripción "estándar" (tanto como sea posible en tales casos) de LBV: esta es una de las muchas etapas monstruosas en la vida de las estrellas masivas antes de que mueran. Esto significa que si entendemos cómo están organizadas las estrellas LBV, descubriremos cómo mueren las estrellas gigantes.