Betelgeuse, una magnética e hirviente estrella supergigante

Nicolás Pérez
Ciencia Kanija
22/06/10


Un equipo internacional de investigación, liderado por astrofísicos franceses del Laboratorio de Astrofísica de Toulouse-Tarbes, ha detectado un campo magnético en la superficie de la estrella supergigante Betelgeuse. Este resultado observacional, publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, muestra que, a pesar del marco teórico generalmente propuesto para explicar el magnetismo de los cuerpos astrofísicos como la Tierra o el Sol, la rotación de los objetos cósmicos no es un ingrediente necesario para desencadenar la generación eficiente de un campo magnético.

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De acuerdo con un escenario elaborado hace más de medio siglo, la rotación de estrellas como el Sol produce enormes flujos de material ionizado en sus capas internas. Estos flujos a gran escala desencadenan un mecanismo de dinamo que causa la continua generación de su campo magnético. Este proceso, llamado “dinamo a gran escala”, generalmente se aplica para describir el ciclo magnético solar, que es especialmente espectacular durante las fases solares eruptivas. Sin embargo, aun cuando el Sol se da un respiro temporal de sus fuegos artificiales magnéticos, por ejemplo, durante el último e inusualmente largo mínimo solar, que finalizó recientemente, nuestra estrella sigue teniendo un campo magnético en su superficie. El origen de este magnetismo residual, que parece no estar afectado por el ciclo solar, sigue siendo una cuestión controvertida entre los astrónomos.

La clave de este enigma puede estar oculta en las estrellas supergigantes, una clase de objetos de los que Betelgeuse es uno de los miembros más famosos. Con cerca de 15 veces la masa solar, 1000 radios solares y una luminosidad 100 000 veces superior a la del Sol, Betelgeuse es una estrella que se acerca al final de su vida mientras quema el último resto de combustible nuclear a su disposición antes de explotar como supernova. Además, otro parámetro físico de Betelgeuse es diferente del caso solar: su rotación es extremadamente lenta. Se necesitan probablemente varios años para que Betelgeuse realice una rotación completa, contra apenas un mes para el Sol. Esta situación no parece adecuada para permitir el inicio de una dinamo a gran escala.

Sin embargo, las observaciones obtenidas con el instrumento NARVAL del telescopio Bernard Lyot (Observatorio de Pic du Midi, Francia) muestran un débil nivel de polarización en la luz emitida por Betelgeuse: una pista que revela la presencia de un débil campo magnético en la superficie de la estrella. Esta observación demuestra, por tanto, que una rotación rápida no es un ingrediente necesario para la producción eficiente de un campo magnético. Las estrellas supergigantes pueden usar otro truco: movimientos convectivos vigorosos, similares a una ebullición continua, están evacuando la enorme cantidad de energía liberada en el núcleo estelar por las reacciones nucleares. Las observaciones obtenidas en el Pic du Midi sugieren que esta agitación continua es capaz, por sí misma, de generar el campo magnético estelar, a través de procesos de dinamo a “pequeña escala” que operan en la misma escala que las células convectivas. Como el propio Sol muestra movimientos turbulentos en sus capas exteriores, podría muy bien ser capaz de albergar un tipo similar de dinamo a pequeña escala, que podría ser (al menos parcialmente) responsable de su magnetismo residual durante los mínimos de actividad.

Además, el descubrimiento de un campo magnético en Betelgeuse es valioso por varias razones. Las estrellas masivas en el final de su evolución, como Betelgeuse, contribuyen a la propagación de elementos químicos pesados en la galaxia, gracias a un fuerte viento formado por partículas ionizadas. Los actuales modelos teóricos tienen problemas para explicar por qué la expulsión de viento es tan eficiente en supergigantes. Una vez más, la solución puede estar vinculada a la presencia del campo magnético, debido a su conocida capacidad para acelerar partículas cargadas.

Ebullición y magnetismo, las estrellas supergigantes parecen por tanto constituir perfectos laboratorios cósmicos para probar las recientes teorías desarrolladas para explicar la generación de campos magnéticos en el Universo.