Qué genera las erupciones de las estrellas más gigantescas del universo

Las hiper-gigantes amarillas son estrellas masivas y luminosas que se encuentran en las etapas finales de sus vidas, antes de transformarse en supernovas o en otras clases de astros aún más calientes. Con una luminosidad hasta 500.000 veces mayor que la del Sol, estos cuerpos celestes fascinaron a los astrónomos durante años debido a sus erráticas erupciones atmosféricas.

Se caracterizan por sus atmósferas muy extendidas y su alta tasa de pérdida de masa, lo que las convierte en objetos de estudio sumamente valiosos. A pesar de su importancia en la evolución estelar, las causas y patrones detrás de estos fenómenos aún son un misterio. Un reciente análisis internacional publicado en Astronomy and Astrophysics permitió avanzar en el entendimiento de estos eventos, y arrojó nuevos descubrimientos sobre las pulsaciones de estos cuerpos.

La investigación, realizada durante cinco años, se centró en tres astros: Rho Cassiopeiae (Rho Cas), HR 8752 y HR 5171A. Los resultados mostraron que Rho Cas experimenta erupciones atmosféricas cíclicas cada 10 a 40 años, con variaciones extremas en su temperatura superficial.

A lo largo del estudio, que utilizó datos históricos de los últimos 138 años, los científicos confirmaron que las erupciones de Rho Cas son desencadenadas por pulsaciones intensas en su atmósfera. Estas provocan fluctuaciones en la temperatura de la estrella, que varía entre los 4.500 y los 7.500 °C.

Además, el fenómeno aporta una visión más profunda sobre la rápida evolución de estos astros masivos y su posible transformación en otros tipos, como las variables azules luminosas o incluso en supernovas, tras su explosión final.

El análisis confirma que las hiper-gigantes amarillas están en una fase evolutiva acelerada, y que las pulsaciones juegan un papel crucial en su dinámica, lo que ayuda a los expertos a entender su transición hacia nuevas etapas de su vida.

Uno de los hallazgos más importantes fue la identificación de un patrón en las erupciones de Rho Cas, las cuales son cíclicas cada 10 a 40 años, y están directamente relacionadas con pulsaciones más intensas que se producen en su atmósfera. Estas afectan el brillo visible de la estrella, y aumentan su potencia en los años previos a cada evento, lo que indica que juegan un papel crucial en la activación.

Además, las pulsaciones y los cambios en la temperatura del astro están vinculados a un fenómeno conocido como la “inestabilidad dinámica”, que se manifiesta cuando alcanza niveles cercanos a los 8200 K, cruzando lo que se conoce como el “vacío evolutivo amarillo” en el diagrama de Hertzsprung-Russell.

Los astrónomos lograron calcular nuevas relaciones de calibración de temperatura basadas en datos espectroscópicos y fotométricos entre 1962 y 2020, lo que les permitió hacer un análisis más preciso de estos fenómenos. Este avance en la metodología de estudio ofrece una mejor comprensión de la dinámica de las atmósferas de las hiper-gigantes amarillas y cómo experimentan cambios a gran escala en su ciclo de vida. Esta investigación también ayudó a mejorar los modelos teóricos sobre la evolución estelar, especialmente aquellos relacionados con los astros más masivos y sus futuros estallidos de supernova.

El estudio también abarcó las hiper-gigantes HR 8752 y HR 5171A. En el primer caso, los investigadores descubrieron que siguió una trayectoria evolutiva hacia el azul desde 1996, con su brillo visual manteniéndose casi constante entre 2017 y 2023. Mientras que en el segundo, se reanudó su patrón de pulsaciones a principios de 2018 después de un periodo de disminución gradual en su luminosidad.

El equipo, compuesto por investigadores de la Universidad de Leiden (Países Bajos), el ROB y la Universidad de Durham (Reino Unido), contó con la colaboración de astrónomos aficionados de todo el mundo. Gracias a ellos, pudieron obtener una valiosa base de datos que cubre desde 1885 hasta 2023, lo que permitió estudiar las erupciones de Rho Cas en profundidad y obtener información relevante sobre las condiciones físicas de la estrella, así como sobre los eventos que ocurrieron en 1986, 2000 y 2013. Este extenso conjunto de datos abarca más de 130 años de observaciones y permitió, por primera vez, estudiar en detalle las fluctuaciones de temperatura y luminosidad que acompañan a las erupciones estelares.

Estos hallazgos no solo enriquecen el conocimiento sobre Rho Cas, sino que también permiten una mejor comprensión de la evolución acelerada de las hiper-gigantes amarillas, un aspecto clave para los modelos teóricos sobre la vida de los astros más masivos y su futura transformación.