Betelgeuse, una de las estrellas más reconocibles del cielo nocturno por su intenso color rojizo y su posición en la constelación de Orión, no evoluciona de manera aislada. Su atmósfera extendida parece estar siendo perturbada por una estrella compañera denominada Siwarha, cuya existencia fue propuesta en 2024 y respaldada posteriormente por estudios de imagen directa y análisis espectroscópicos.
Una investigación dirigida por Lynn D. Matthews, científica principal de investigación y subdirectora del MIT Haystack Observatory, ha encontrado nuevas evidencias de esa interacción. El equipo combinó observaciones del Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), de la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos, y del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), situado en Chile. Los resultados se publicaron en The Astronomical Journal.
La investigación se basa en observaciones realizadas entre 2021 y 2026 en siete frecuencias de radio, desde 22 hasta 485 gigahercios. Esta combinación permitió estudiar la atmósfera de Betelgeuse a diferentes profundidades y comparar cómo cambia su estructura a lo largo del tiempo.
El hallazgo principal no consiste en haber fotografiado directamente a Siwarha con estos instrumentos, sino en detectar señales compatibles con su influencia sobre la forma de la atmósfera de la supergigante. La compañera sería demasiado débil para aparecer de manera directa en las observaciones de radio analizadas, pero su presencia podría deducirse por las alteraciones que produce en el gas que la rodea.
Siwarha orbitaría extraordinariamente cerca de Betelgeuse, a una distancia aproximada de dos radios de la propia estrella gigante, según el modelo descrito por los investigadores. Debido a las dimensiones de Betelgeuse, esa separación sitúa a la compañera dentro de su extensa envoltura atmosférica.
En esas condiciones, la interacción no se limita a la atracción gravitatoria entre dos cuerpos celestes. Siwarha atravesaría parte del gas que rodea a Betelgeuse, alterando su distribución y generando perturbaciones a medida que avanza por su órbita. El movimiento podría producir una estela, comparable a la que deja una embarcación al desplazarse por el agua, aunque el comportamiento real del plasma y del gas estelar es mucho más complejo.
La gravedad de la compañera puede modificar la distribución del material y contribuir a que la atmósfera presente una forma diferente según la posición orbital de Siwarha. Los datos analizados muestran precisamente una variación en la elipticidad de la emisión de radio: Betelgeuse aparece más alargada en determinados momentos y más redondeada en otros.
Según el equipo, ese patrón coincide con las posiciones previstas de la compañera en su órbita. Cuando Siwarha se encuentra en una posición en la que su separación aparente respecto a Betelgeuse es mayor, la atmósfera observada presenta un alargamiento más pronunciado. Cuando pasa por delante o por detrás de la estrella desde la perspectiva terrestre, la forma parece más circular.
Esta correlación constituye una evidencia relevante de la interacción entre ambas estrellas, pero no equivale a una demostración definitiva de todos los mecanismos físicos implicados. Los autores señalan que hacen falta más observaciones para cubrir una parte mayor de la órbita y comprobar con mayor precisión cómo varían las perturbaciones.
Cómo lograron los científicos "ver" las capas externas de Betelgeuse
Uno de los aspectos más importantes del estudio es la capacidad de observar la estructura atmosférica de una estrella situada a cientos de años luz. Los científicos no necesitan atravesar físicamente sus capas: utilizan la radiación que emite el gas a distintas frecuencias para reconstruir sus propiedades.
Las ondas de radio y milimétricas no penetran ni se originan necesariamente en la misma región de la atmósfera. Las frecuencias más altas permiten investigar zonas más próximas a la superficie visible, mientras que otras frecuencias proporcionan información sobre regiones más alejadas. Al combinar mediciones de VLA y ALMA, el equipo pudo construir una representación de distintas capas, desde las inmediaciones de la superficie hasta varias veces el radio estelar.
Esta técnica permite estudiar la temperatura, la extensión y la geometría de la envoltura gaseosa. En palabras de Matthews, la capacidad de resolver los discos de estrellas cercanas mediante estos instrumentos ofrece una oportunidad excepcional para investigar estructuras que, vistas desde la Tierra, ocupan un tamaño angular diminuto. La observación es especialmente significativa porque Betelgeuse no tiene una atmósfera sencilla y estable. Es una supergigante roja con movimientos convectivos, pérdida de masa y cambios físicos que pueden alterar tanto su brillo como la distribución del material de sus capas externas.
Betelgeuse captó una atención extraordinaria a finales de 2019 y comienzos de 2020, cuando su brillo disminuyó hasta alcanzar uno de los niveles más bajos registrados durante más de un siglo de observaciones. El episodio, conocido como el "Gran Oscurecimiento", alimentó especulaciones sobre un posible cambio drástico en la evolución de la estrella.
Las investigaciones posteriores relacionaron el fenómeno con la expulsión de material y la formación de polvo, que bloqueó parcialmente la luz visible. Los datos de radio habían ofrecido ya indicios de cambios térmicos en la atmósfera antes del episodio. Un estudio anterior dirigido por Matthews detectó temperaturas inusualmente bajas y planteó que una onda de choque, posiblemente desencadenada por la convección interna, habría perturbado las capas exteriores y favorecido las condiciones para una gran expulsión de material.
Las nuevas observaciones indican que la atmósfera extendida ha recuperado temperaturas más habituales. En una región situada aproximadamente a 2,7 radios estelares, el gas alcanza unos 3.500 kelvin. El resultado sugiere que el entorno gaseoso ha evolucionado desde aquella perturbación, aunque no significa que la estrella haya dejado de experimentar cambios dinámicos.
El equipo también confirmó la presencia de una región relativamente fría entre la superficie visible y la cromosfera, ya que las mediciones de ALMA en las capas más próximas a la superficie detectaron temperaturas de unos 2.200 kelvin, lo que supone más de mil grados por debajo de la temperatura de la fotosfera. Esta zona coincide con la denominada MOLsphere, una envoltura de gas molecular cuya existencia se había inferido mediante observaciones infrarrojas, pero que había resultado difícil de estudiar directamente a estas longitudes de onda. Su caracterización actual permite comprender mejor cómo se distribuye el material en las capas externas y qué condiciones específicas pueden favorecer la formación de moléculas y polvo.
Qué revela el estudio sobre la evolución de las estrellas gigantes
La interacción con Siwarha podría ayudar a explicar parte de la variabilidad de Betelgeuse, incluido su ciclo de brillo de aproximadamente 2.100 días, que motivó la propuesta inicial de la existencia de una compañera. Sin embargo, la influencia de Siwarha no tiene por qué explicar todos los cambios observados: la convección, las ondas de choque, la pérdida de masa y la formación de polvo también intervienen en el comportamiento de una supergigante roja.
La investigación resulta relevante porque la pérdida de masa condiciona la evolución final de estrellas de este tipo y la cantidad de material que devuelven al espacio interestelar. Las perturbaciones causadas por una compañera cercana podrían modificar la distribución del gas y, potencialmente, influir en los procesos que transportan materia desde la estrella hacia su entorno. Determinar el alcance de ese efecto exigirá nuevos datos.
Los investigadores advierten que necesitan observaciones adicionales, especialmente en frecuencias que todavía no cuentan con una cobertura suficiente de la órbita. El futuro Next Generation Very Large Array, actualmente en desarrollo, podría facilitar estudios más detallados de estrellas cercanas y de sus envolturas. @mundiario