Un reciente estudio de cinco años ha proporcionado nuevos conocimientos sobre las propiedades de las estrellas hipergigantes amarillas, una clase de estrellas masivas conocidas por sus dramáticas explosiones. Los científicos han centrado su atención en Rho Cassiopeiae (Rho Cas), HR 8752 y HR 5171A, revelando que Rho Cas presenta erupciones cíclicas cada 10 a 40 años, con grandes fluctuaciones en su temperatura superficial.
Alex Lobel, del Real Observatorio de Bélgica (ROB), formó parte de este estudio internacional que combinó datos históricos abarcando 138 años. Los resultados, publicados en la revista Astronomy and Astrophysics, muestran que pulsaciones vigorosas desencadenan estas masivas erupciones. Además, ofrecen una comprensión más clara de la rápida evolución de las estrellas hipergigantes amarillas y su potencial transformación en estrellas variables luminosas azules o en explosivas supernovas.
Características de las Hipergigantes Amarillas
Las hipergigantes son algunas de las estrellas más masivas y luminosas de nuestra galaxia. Presentan eventos de erupción recurrentes y dramáticos que han desconcertado a los astrónomos durante décadas. Entre los miembros más destacados se encuentran Rho Cassiopeiae, HR 8752 y HR 5171A. Estas estrellas se encuentran en las etapas finales de su rápida evolución, ofreciendo perspectivas únicas sobre el ciclo de vida de las estrellas muy pesadas, con temperaturas superficiales comparables a las del Sol, pero siendo hasta medio millón de veces más luminosas.
El estudio de las hipergigantes proporciona a los astrónomos una rara oportunidad de observar la vida avanzada de estrellas masivas, en particular en la etapa que precede a su evolución hacia supernovas de colapso de núcleo o, alternativamente, hacia una clase diferente de hipergigantes más calientes conocidas como variables luminosas azules.
Este proceso de transición se produce cuando las hipergigantes amarillas evolucionan rápidamente a través del llamado vacío evolutivo amarillo en el diagrama de Hertzsprung-Russell, que relaciona la temperatura estelar con la luminosidad. Comprender las erupciones y pulsaciones recurrentes de las hipergigantes amarillas ayuda a los astrónomos a perfeccionar los modelos teóricos de las etapas avanzadas de la evolución estelar y a mejorar la comprensión de los fenómenos de erupción estelar cíclica.
El nuevo estudio, realizado por un equipo internacional de científicos en los Países Bajos (Universidad de Leiden), Bélgica (ROB) y el Reino Unido (Universidad de Durham), también incorpora valiosas contribuciones de datos de astrónomos aficionados de todo el mundo.
El equipo se centró en Rho Cas, una de las hipergigantes más estudiadas y visibles a simple vista, analizando la variabilidad de brillo a largo plazo desde 1885 hasta 2023. Este extenso conjunto de datos permitió investigar sus excepcionales propiedades físicas, así como el inicio y la progresión de tres importantes eventos de erupción atmosférica en 1986, 2000 y 2013.
Estas observaciones a largo plazo revelan un patrón fascinante: Rho Cas muestra erupciones atmosféricas cíclicas aproximadamente cada 10 a 40 años, cada una involucrando una fluctuación significativa de la temperatura superficial, que varía entre aproximadamente 4,500 y 7,500 °C. Los nuevos hallazgos proporcionan una oportunidad única para seguir a una estrella muy masiva en medio de cambios evolutivos acelerados.
Por primera vez, el equipo calculó relaciones de calibración de temperatura precisas basadas en datos espectroscópicos fiables, combinados con observaciones fotométricas entre 1962 y 2020. Esta nueva metodología permite un análisis más preciso de estas estrellas extremas, en particular del comportamiento dinámico de sus enormes atmósferas (las hipergigantes amarillas tienen diámetros de 400 a 700 veces el del Sol).
El estudio revela que las pulsaciones de Rho Cas se intensifican a medida que se acerca un evento de erupción. Específicamente, los períodos de pulsación observados en la curva de brillo visible de las hipergigantes se alargan y las amplitudes de pulsación aumentan en los años previos a un evento de erupción. Esto sugiere que pulsaciones radiales fuertes juegan un papel crucial en el desencadenamiento de erupciones recurrentes, que han ocurrido seis veces en los últimos 138 años, con intervalos de tiempo de 10, 41, 40, 14 y 13 años.
Según el Dr. Lobel, coautor de este estudio, «es la primera vez que se realiza una investigación exhaustiva con prácticamente todos los datos históricos disponibles de Rho Cas que hemos recopilado de la literatura, llegando hasta el siglo XIX. Además, hemos podido combinarlo con nuevas observaciones, incluyendo valiosas contribuciones de astrónomos aficionados».
La investigación también estudió otros dos notorios hipergigantes amarillos, HR 8752 y HR 5171A. Se encontró que HR 8752 evolucionó en una trayectoria evolutiva hacia el azul después de 1996, manteniendo su brillo visual casi constante entre 2017 y 2023. HR 5171A reanudó su patrón de pulsaciones a principios de 2018, tras un período de disminución gradual de brillo.
Estos nuevos estudios y observaciones son significativos porque aportan importantes conocimientos sobre la evolución acelerada de las hipergigantes amarillas. En general, no solo mejoran nuestra comprensión de estrellas extremas, como Rho Cas y sus erupciones recurrentes, sino que también contribuyen al conocimiento más amplio sobre las hipergigantes amarillas, su variabilidad y su importancia para la evolución estelar.
