Por primera vez, los astrónomos han obtenido imágenes de una estrella distinta del Sol con suficiente detalle como para seguir el movimiento de las burbujas de gas en su superficie. La imagen de la estrella R Doradus se obtuvo en julio y agosto de 2023 con el Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), un telescopio del que es copropiedad el Observatorio Europeo Austral (ESO). Muestran burbujas gigantes y calientes de gas, 75 veces el tamaño del Sol, que aparecen en la superficie y vuelven a caer al interior de la estrella más rápido de lo esperado.
“Esta es la primera vez que se puede mostrar así la superficie de la burbuja de una estrella real”, dijo Wouter Vlemings, profesor de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia y autor principal del estudio publicado hoy en Nature. “Nunca esperábamos que los datos fueran de tan alta calidad como para ver tantos detalles de la convección en la superficie estelar”.
Las estrellas generan energía en sus núcleos mediante fusión nuclear. Esta energía puede ser transportada a la superficie de la estrella en grandes burbujas de gas caliente, que luego se enfrían y se hunden, como una lámpara de lava. Este movimiento de mezcla, conocido como convección, distribuye los elementos pesados que forman el núcleo, como el carbono y el nitrógeno, por toda la estrella. También se cree que es responsable de que el viento estelar lleve estos elementos al universo para formar nuevas estrellas y planetas.
Hasta ahora no se ha podido seguir en detalle la velocidad de convección en estrellas distintas del Sol. Utilizando ALMA, el equipo pudo obtener imágenes de alta resolución de la superficie de R. Dorados en un mes. Y Doradus es una estrella gigante roja, de unas 350 veces el diámetro del Sol, situada a unos 180 años luz de la Tierra en la constelación de Dorado. Su enorme tamaño y su proximidad a la Tierra lo convierten en un objetivo ideal para observaciones detalladas. Además, su masa es similar a la del Sol, lo que significa que R Doradus probablemente sea aproximadamente la misma que será nuestro Sol dentro de cinco mil millones de años, una vez que se convierta en una gigante roja.
“La convección crea las hermosas estructuras granuladas que vemos en la superficie de nuestro Sol, pero es difícil de ver en otras estrellas”, añadió Theo Khoury, investigador de Chalmers y coautor del estudio. “Con ALMA, ahora no sólo podemos ver partículas conductoras directamente (¡75 veces el tamaño de nuestro Sol!), sino también medir qué tan rápido se mueven por primera vez”.
Y las partículas en Dorados parecen moverse en un ciclo mensual, que es más rápido de lo que los científicos esperaban basándose en cómo funciona la convección en el Sol. “Todavía no sabemos qué causa la diferencia. Parece que a medida que la estrella envejece, la convección cambia de maneras que aún no entendemos”, dijo Vlemings. Ahora observaciones como Ar Doradus nos están ayudando a comprender cómo se comportan las estrellas similares al Sol, incluso cuando se vuelven frías, grandes y burbujeantes como Ar Doradus.
“Es espectacular que ahora podamos obtener imágenes directas de los detalles de la superficie de estrellas tan lejanas y observar física que hasta ahora sólo era observable en nuestro Sol”, dijo Behzad Boznodi Arbab, estudiante de doctorado en Chalmers que también participó en el estudio. investigación.
Nota
*Las burbujas convectivas se han observado previamente en detalle en la superficie de las estrellas, incluso con el instrumento PIONIER en el interferómetro del Very Large Telescope de ESO. Pero las nuevas observaciones de ALMA siguen el movimiento de la burbuja de una manera que antes no era posible.