Astrónomos observan por primera vez las entrañas de una estrella

Por Karina Toledo,
desde Brazópolis (Minas Gerais)

Agência FAPESP – En un pequeño telescopio instalado en la cima de una montaña cubierta por bananos, entre los municipios de Brazópolis y Piranguçu, en el sur de Minas Gerais, un grupo de científicos estudia un fenómeno astronómico inédito cuyo apogeo se producirá durante los próximos días: la apertura de un agujero en la superficie de una estrella gigante conocida como Eta Carinae, que permitirá develar los secretos de su interior.

Durante los próximos meses, se compararán los datos de las observaciones con los modelos teóricos existentes y así se podrá validar o cuestionar todo el conocimiento científico sobre la estructura de las grandes estrellas, según Augusto Damineli, docente del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas (IAG) de la Universidad de São Paulo (USP) y coordinador del grupo internacional integrado por 30 científicos y astrónomos amateurs, seis de ellos brasileños.

“Los hallazgos tendrán reflejos indirectos en el conocimiento sobre todas las estrellas con más de diez masas solares, ya que las mismas tienen estructuras homólogas. En tanto, las pequeñas, tales como nuestro Sol, son muy diferentes. Pero puede ocurrir que encontremos algo tan grave que altere incluso la teoría sobre la estructura de las pequeñas estrellas”, declaró Damineli a Agência FAPESP. Este científico se dedica hace más de 20 años a estudiar los misterios de esa “beldad”, tal como le dice cariñosamente a la estrella, con el apoyo de la FAPESP.

Situada en la constelación de Carina, a casi 8 mil años luz de la Tierra, una distancia que en parámetros astronómicos se considera “aquí al lado”, Eta Carinae es una estrella fuera de lo común. Su diámetro, con un tamaño equivalente a 90 masas solares, puede compararse con la distancia que recorre la Tierra alrededor del Sol. Su potencia luminosa es una de las más altas que el hombre conozca: alrededor de 5 millones de soles.

“Las estrellas gigantes eran comunes cuando el Universo era joven y había materia prima abundante; pero a medida que se fueron formando, los gases quedaron capturados. Estas estrellas tienen vida corta: alrededor de 3 millones de años, en tanto que el Sol puede llegar a 10 mil millones de años, y las estrellas de una décima de la masa solar, a 1 billón de años. Por ende, la mayoría de las gigantes estelares explotaron enseguida, en los inicios del universo. Eta Carinae es un dinosaurio y tenemos la suerte de tenerlo en nuestro patio. Es posible estudiar el pasado al observarla”, afirmó Damineli.

El descubrimiento del sistema binario

Desde el comienzo de su actividad en el IAG-USP, a finales de la década de 1980, el astrónomo se sintió instigado por algunos fenómenos extraños que habían sido descritos en Eta Carinae en los años 1948 y 1960. Entonces decidió dedicar un tiempo a la observación de la estrella cada vez que fuese a un observatorio.

“Mi hipótesis apuntaba que cuanto mayor fuese la energía de una estrella, mayor sería la emisión de luz en el espectro ultravioleta. Pero no es posible observar las emisiones de la Tierra en el ultravioleta, pues son degradadas en otras longitudes de onda por la atmósfera de la estrella y también por la atmósfera terrestre. Entonces me concentré en el canal de helio”, comentó Damineli.

El canal o línea espectral de helio no es otra cosa que la luz ultravioleta que absorben los iones de helio existentes en el interior de la estrella y que emiten nuevamente en una longitud de onda mayor, bajo la forma de luz visible, capaz de atravesar la atmósfera estelar y la atmósfera terrestre, y llegar con intensidad lo suficientemente fuerte como para que se la capte con el telescopio Perkin-Elmer de tan sólo 1,6 m de diámetro del Observatorio de Pico dos Dias, administrado por el Laboratorio Nacional de Astrofísica (LNA), en Minas Gerais.

Vista externa (a la izquierda) e interna del telescopio Perkin-Elmer, de 1,6 m de diámetro, el principal aparato del OPD/ LNA (fotos: Leandro Negro/ Agência FAPESP – haga clic para ampliarlas)

“Es una estrella tan despampanante que sería imposible observar todo lo que emite, no habría tiempo. Me concentré en el canal de helio, pues sabía que cualquier evento de gran energía sería captado por mi satélite artificial de pobre. Y fue así en 1989, 1990 y 1991. Pero en junio de 1992, ese canal empezó a apagar alrededor de 60 soles por noche. Es una variación impresionante de energía, incluso para una estrella del porte de Eta Carinae. Al cabo de algunos meses, volvió a encenderse”, recuerda investigador.


Al comparar los datos de sus observaciones con las descripciones de los fenómenos de 1948 y 1960, Damineli arribó a la conclusión de que aquel “apagón” estelar que se detectaba en algunas franjas del espectro electromagnético se repetía cada 5 años y medio. En un artículo publicado en The Astrophysical Journal, en 1996, previó que un nuevo evento sucedería al año siguiente.

Ningún colega extranjero se animó a firmar el trabajo junto a Damineli. Temían que los datos obtenidos con el “jungle telescope” (“el telescopio de la selva”) de Minas Gerais fuesen imprecisos. Pero el científico brasileño estaba en lo cierto. La estrella se apagó.

“Ese fenómeno sólo podría explicarse debido a la existencia de dos estrellas, una menor y otra mayor. Ellas van girando y de tiempo en tiempo una esconde a la otra. Es un eclipse. Estimé 90 masas solares para la mayor y 30 para la menor. Es lo que da para 5 años y medio”, comentó el científico.

Si es que efectivamente existieran dos estrellas, argumentó Damineli, sus vientos solares entrarían en colisión cuando ambas se acercasen al periastro, el punto más cercano de sus órbitas: eso liberaría una energía de 10 millones de grados Celsius y provocaría la emisión de rayos X.

Un grupo de científicos encabezados por Mike Corcoran, de la National Aeronautics and Space Administration (Nasa), de Estados Unidos, aceptó la sugerencia de Damineli y apuntó el telescopio de rayos X RXTE prácticamente todos los días hacia la estrella, hasta que se confirmó la hipótesis, durante el período de apagón.

“Corcoran me dijo: ‘¡Te equivocaste! En realidad son 100 millones de grados Celsius’. Y yo le respondí: ‘¡Mejor todavía!’”, comentó Damineli.

Por ese trabajo, Corcoran ganó un premio de la Nasa en 1999. Sus datos dotaron de consistencia al abordaje postulado por Damineli, y a partir de entonces aumentó exponencialmente el interés de la comunidad astronómica internacional por los estudios con la estrella gigante de la Vía Láctea, ahora dividida en Eta Carinae A y Eta Carinae B.