BETELGEUSE                                                                                  

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Alpha Orionis, conocida también como Betelgeuse o Betelgeux–en Árabe- es la estrella más brillante de Orión. Su nombre significa “La Axila del Gigante” o “El Brazo de Aquel que está en el Centro”, tal vez porque la constelación de Orión es cruzada por el Ecuador Celeste, justo entre el Polo Norte y Sur Celestes. Su color rojizo hizo que también fuera conocida como la Estrella Marcial. Los estudiosos establecen que su nombre original era Ibt al Jauzah, posteriormente corrompido a Bed Elgueze o Beit Algueze. Otros nombres árabes son Al Mankib (hombro), Al Dhira (brazo) o Al Yad al Yamna (mano derecha). En las tablas alfonsinas se le menciona como Beldengenze y Riccioli la cataloga como Bectelgeuze.

Existe una constante polémica sobre la correcta pronunciación de esta estrella. Hay quienes casi la deletrean y otros que la pronuncian como “jugo de escarabajo” -en inglés- (Beetle Juice). En realidad es una discusión sin rumbo, ya que el nombre actual no es más que una corrupción del término original.

El personaje central de la comedia cinematográfica “Beetlejuice” de Warner Bros es un fantasma travieso que debe su origen al nombre de la estrella, pues Michael McDowell –guionista de la película- tiene cierta afición por la astronomía, y en el libreto original su nombre era Betelgeuse.

Gustav Holst, creador de la pieza sinfónica “Los Planetas” dedicó especialmente un tema musical a esta estrella.

INTRODUCCIÓN

Cualquier persona que vea hacia Orión, notará que Betelgeuse no se ve blanca o azul –como la mayoría de las estrellas- sino que presenta un color amarillo-anaranjado. Los astrónomos acentúan su descripción al decir que es una estrella roja. Este color implica que la temperatura en su superficie es menor que la temperatura del Sol. Es entonces, una estrella fría. Las estrellas frías normales son muy pequeñas y muy débiles. Emiten poca luz. Por tanto, sería lógico pensar que Betelgeuse debe ser una de las estrellas más cercanas, de otro modo sería imposible verla tan brillante. Sin embargo, cuando se mide su distancia por trigonometría (paralaje anual) es evidente que se encuentra a más de 400 años-luz. ¿Cómo puede una estrella tan fría emitir una luz tan potente? Tendría que ser una estrella enorme, con una superficie muy extendida, mas allá de los tamaños que se pueden observar en una estrella normal. Es que Betelgeuse no es una estrella normal, es una supergigante roja.

Betelgeuse es la supergigante roja más brillante del cielo y se cuenta entre las 10 estrellas más destacadas. Cuando se dispersa un rayo luminoso de Betelgeuse a través de un prisma, se obtiene un espectro de colores (arco iris artificial) que permite analizar su temperatura, composición y tamaño, además de otras características fundamentales. Su clasificación espectral la define como una estrella tipo M2 Iab: M se refiere al rango de su temperatura superficial (2,500-3,000 k) lo que indica que es fría comparada con el Sol (Sol.- 5,770 k), 2 la ubica específicamente en unos 3,100 K, I que es una supergigante, a que es luminosa y b que no es luminosa. La clasificación como estrella fría supergigante tipo ab parece contradictorio. Lo que sucede es que Betelgeuse es una estrella variable: su luminosidad es fluctuante. Es una variable semirregular pulsante, que la expone como una estrella de edad avanzada cercana a la muerte.

La temperatura en la superficie de Betelgeuse es de unos 3,100 k, y a esa temperatura, poco más del 10% de su luz es visible (aproximadamente 13%) y cerca del 90% de su energía es emitida en longitudes de onda mayores, no visibles. Si nuestros ojos fueran capaces de distinguir todas las longitudes de onda, Betelgeuse sería la estrella más brillante del cielo.

Betelgeuse es la supergigante roja más cercana a la Tierra y esto permite que su movimiento propio –aunque sutil- sea medible. Se desplaza a razón de 0.03” (segundos de arco) por año. Su espectro revela además, que se aleja de nosotros a una velocidad de 20 km/s.

Es en el solsticio de invierno (alrededor de diciembre 21) cuando Betelgeuse es visible durante toda la noche, pues  está en oposición al Sol.

La ubicación de Betelgeuse en Orión resulta engañosa. Las estrellas más brillantes de esta constelación nacieron en la vecindad de la Nebulosa de Orión, excepto Betelgeuse. Las estrellas de Orión están en promedio a unos 1,600 años-luz, pero Betelgeuse está 4 veces más cerca. Aparece en Orión sólo porque se encuentra en la misma dirección.

El satélite HIPPARCOS, de la Agencia Espacial Europea (ESA)  pudo establecer con gran precisión la distancia a Betelgeuse. La incertidumbre (400 a 600 años-luz) quedó reducida a una distancia de 425 años-luz, en 1996. La lejanía es tal, que un observador situado cerca de Betelgeuse necesitaría un telescopio para poder distinguir al Sol, como una estrella de magnitud 10, aproximadamente. Betelgeuse, en cambio, es tan brillante que cuando alcanza su máxima luminosidad es casi 14,000 veces más potente que el Sol. El brillo de la estrella desde 32.6 años-luz (magnitud absoluta) es de –5.6, mientras que la magnitud absoluta del Sol es de sólo 4.85. Las estrellas como Betelgeuse son muy raras, sólo se conocen unas cuantas: por ejemplo, la gigante roja que está en el Joyero (NGC 4755) en Crux o Mu Cephei, en Cepheus.

VARIABILIDAD

Su carácter variable fue descubierto al parecer por Sir John Herschel, hijo del afamado William Herschel, en 1836. Herschel notó que Betelgeuse incrementó notablemente su brillo entre 1836 y 1840, para luego declinar. A partir de 1849 pareció despertar, y entonces, en 1852, se convirtió –de acuerdo con Herschel- en la estrella más brillante del Hemisferio Norte Celeste. Su brillo ha culminado repetidamente: 1839 (magnitud visual.-0.10?), 1852 (0.10?),1894 (0.3), 1925 (0.3), 1930 (0.4), 1933 (0.2?), 1942 (0.2?),1947 (0.4). Hay quienes aseguran haber detectado una combinación de períodos de 5.7 años, 150 días y 300 días. 1927 y 1941 fueron años oscuros para Betelgeuse, pues su luminosidad descendió por debajo de magnitud 1.2.

Al parecer, Betelgeuse es una variable pulsante, es decir, palpita –como un corazón-. Cuando reduce su tamaño el núcleo transfiere mayor energía a la atmósfera y ésta se calienta. Como un globo con aire caliente, se infla, se dilata y crece de tamaño. Al alcanzar su máximo tamaño, la atmósfera se vuelve más transparente y la radiación escapa con facilidad al espacio (como un globo que se vuelve poroso y se desinfla) La atmósfera se enfría y vuelve a caer hacia el núcleo, arrastrada por su propio peso. Los cambios en brillantez se deben a que la estrella se dilata y contrae repetida y periódicamente hasta en un 60%. Si en estado retraído Betelgeuse cubre un diámetro semejante a la órbita de Marte, cuando se dilata ¡Alcanzaría la órbita de Júpiter!.

Los pulsos de Betelgeuse fueron confirmados en 1939 cuando los astrónomos registraron que la atmósfera se expandía a una velocidad de 15km/s. El espectro de Betelgeuse mostraba líneas de absorción con corrimiento hacia el azul, indicando que su atmósfera se movía velozmente hacia afuera. Cada vez que pulsa, Betelgeuse cambia de temperatura, brillo y color. Cuando se contrae, el calor se transfiere más eficientemente a la atmósfera y ésta se calienta, haciéndose más brillante y amarillenta. Cuando se expande, la atmósfera se enfría, disminuye su brillo y su luz se enrojece.

En general se afirma que su variabilidad es de magnitud 0.3 a 0.9, pero excepcionalmente ha alcanzado una magnitud de 0.15 y –por otro lado- ha disminuido hasta 1.3.

Los especialistas clasifican a Betelgeuse como una estrella variable de Tipo Semirregular perteneciente al grupo C (abreviado: SRc). Las estrellas semirregulares han abandonado la secuencia principal, es decir, han dejado de dedicarse exclusivamente a la producción de helio a partir de hidrógeno. Las estrellas Semirregulares son consideradas como frías (2,500 a 5,000 k) y muy grandes (gigantes o supergigantes) Las SRc son exclusivamente supergigantes y extremadamente luminosas. Su variabilidad (amplitud) es pequeña –menor a 2 magnitudes- y ocasionalmente presentan períodos de estabilidad. Además de la variabilidad en luz visible, Andrea Dupree y otros astrónomos detectaron variaciones en su emisión UV (ultravioleta), utilizando el IUE. La emisión UV de Betelgeuse es también pulsante. La estrella parece sacudirse cada 420 días, con movimientos oscilatorios, como si se tratase de sismos estelares.

Si algún aficionado desea monitorear el comportamiento variable de Betelgeuse es recomendable que se ponga en contacto con la Asociación Americana de Estrellas Variables (AAVSO).

TAMAÑO

Las primeras estimaciones suponían –correctamente- que Betelgeuse poseía un tamaño colosal, muy superior a las estrellas promedio. Por tal motivo, fue la primer estrella escogida para poner a prueba una técnica novedosa: la interferometría. Betelgeuse fue la primer estrella cuyo diámetro logró medirse directamente, gracias a su gran tamaño, su relativa cercanía y a la interferometría. En 1920, Albert .A. Michelson y Francis Pease utilizaron el telescopio Hooker de 100” en Monte Wilson para medir el disco de Betelgeuse. Para este efecto, ampliaron la resolución del telescopio de 2.5 m a 15m de diámetro. Betelgeuse reveló un diámetro angular promedio de 0.044” (segundos de arco) y esto permitió calcular el tamaño físico de la estrella, una vez que se conoció la distancia. El diámetro angular de Betelgeuse varía de 0.034 a 0.054”.

¿Cómo funciona el interferómetro de Michelson?

Los astrónomos saben que cuanto mayor es el diámetro de un telescopio, mayor es su resolución, es decir, mejora su capacidad de revelar detalles finos. La idea de Michelson consistió en aumentar artificialmente el diámetro del telescopio Hooker de 2.5m colocándole una viga de 15m con dos espejos, uno en cada extremo de la viga. La luz que incidía en los espejos –separados por 15 m- era dirigida hacia el foco del telescopio. En el foco, la combinación de ambas imágenes produce un patrón de interferencia. Al acercar o alejar los espejos entre sí, el patrón de interferencia cambia y hay un punto en el cual desaparece la interferencia. Acto seguido, se mide con suma precisión la separación entre espejos y calculan el diámetro de la fuente luminosa (el diámetro de la estrella).

 Aunque se construyeron telescopios mayores, ningún telescopio pudo captar directamente la superficie de Betelgeuse. ¿La razón? Nuestra atmósfera. Aunque la resolución de un aparato como el telescopio Hale en Monte Palomar (5 m) es altísima (0.02”) y Michelson había demostrado que Betelgeuse era mayor que eso (0.04”), la turbulencia atmosférica dispersaba y distorsionaba la luz al grado de estropear los detalles más finos.

 Los astrónomos tuvieron que esperar al Telescopio Espacial Hubble (HST) para ver a Betelgeuse por encima de la atmósfera y discernir su forma. Cuando el HST midió su tamaño angular y el HIPPARCOS determinó su distancia, se estableció que su diámetro era superior a 1500 diámetros solares. Cuando alcanza su máximo brillo es 14,000 veces más luminosa que el Sol y mide “sólo” 900 diámetros solares, pero cuando se dilata y se apaga, desciende a 7,600 luminosidades solares y es 1500 veces más grande que el Sol. Si pudiéramos recorrer Betelgeuse de lado a lado a la velocidad de la luz y pasando a través del centro ¡nos tardaríamos alrededor de 2 horas antes de salir por el extremo opuesto!

Pablo Lonnie

pablo@astronomos.org