Betelgeuse, una estrella magnética en ebullición

Cúpula del telescopio Bernard Lyot, en el Observatorio de Pic du Midi (créditos: Pascal Petit)
Un equipo internacional de investigadores, liderado por astrofísicos franceses del Laboratorio de Astrofísica de Tolosa-Tarbes, ha detectado un campo magnético en la superficie de la estrella gigante Betelgeuse. Este resultado observacional, publicado en la revista Astronomía y Astrofísica, demuestra que, a pesar del marco teórico general propuesto para explicar el magnetismo de los astros como la Tierra o el Sol, la rotación de estos objetos no es un ingrediente imprescindible para desencadenar la generación eficiente de un campo magnético.
De acuerdo con un escenario elaborado hace más de medio siglo, la rotación de las estrellas como el Sol produce enormes flujos de material ionizado en sus capas internas. Estos flujos de gran escala desencadenar un mecanismo de dínamo que provoca la generación continua de su campo magnético. Este proceso, llamado "efecto dínamo a gran escala", generalmente se aplica para describir el ciclo magnético solar, que es especialmente llamativo durante sus fases eruptivas. Sin embargo, aun cuando el Sol tiene se toma respiro temporal en su actividad magnética, por ejemplo, incluso durante el último mínimo solar inusualmente largo que acaba de concluir, nuestra que la estrella, sigue albergando un campo magnético superficial. El origen de este magnetismo residual, que parece no ser 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, un tipo de objetos de los que Betelgeuse es uno de los ejemplos más famosos. Con cerca de 15 veces la masa solar, 1.000 radios solares y una luminosidad 100.000 veces superior a la del Sol, Betelgeuse es una estrella que ha llegado al final de su vida mientras quema los últimos restos de combustible nuclear antes de explotar como una supernova. Además, otro parámetro físico de Betelgeuse es diferente al caso solar: su rotación es muy lenta. Betelgeuse necesita probablemente varios años en completar una rotación entera, a diferencia de nuestro Sol que necesita algo menos de un mes. Esta condición no parece adecuada para que se produzca un efecto dínamo a gran escala.
Modelo de la envoltura convectiva de Betelgeuse (créditos: MPA / GRAAL / LESIA)
Sin embargo, las observaciones obtenidas con el instrumento en el telescopio NARVAL en el Telescopio Bernard Lyot (Observatorio de Pic du Midi, Francia) muestran un nivel de polarización débil de la luz emitida por Betelgeuse: una señal que nos indica la presencia de un débil campo magnético en la superficie de la estrella. Esta observación demuesta por tanto que una rotación rápida no es un ingrediente imprescindible para la producción eficiente de un campo magnético. Las estrellas supergigantes pueden usar otro mecanismo: movimientos convectivos vigorosos, similares a los ocurridos en una olla de agua en ebullición, de esta forma pueden estar evacuando la enorme cantidad de energía liberada en el núcleo estelar producida mediante las reacciones nucleares. Las observaciones obtenidas desde Pic du Midi sugieren que esta agitación continua es capaz, por sí sola 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. Puesto que nuestro Sol está mostrando movimientos turbulentos en sus capas exteriores, podría muy bien ser capaz de albergar alguna dinamo a pequeña escala de caracter residual similiar, 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 muy valioso por varias razones. Las estrellas masivas que llegan al final de su evolución, como Betelgeuse, contribuyen a la propagación de los elementos químicos pesados en la Galaxia, gracias a un fuerte viento constituido de partículas ionizadas. Los actuales modelos teóricos presentan problemas para explicar por qué las estrellas supergigantes arrojan su viento tan eficazmente. Una vez más, la solución está tal vez vinculada a la presencia de un campo magnético, debido a su conocida capacidad para acelerar partículas cargadas.
Las estrellas supergigantes magnéticas y en ebullición por lo tanto parecen constituir laboratorios cósmicos perfectos para poner a prueba las teorías recientes desarrolladas para explicar la generación de campos magnéticos en el Universo.
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Publicado en Odisea cósmica¡Suscríbete Ya!