Desierto de Atacama (Chile).- Un equipo de astrónomos que utiliza el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ha logrado una hazaña observacional sin precedentes al capturar imágenes de radio de alta resolución de la atmósfera de W Hydrae, una estrella gigante roja envejecida situada a unos 320 años luz de la Tierra.
Este nuevo estudio no solo ofrece una visión estática de un cuerpo celeste, sino que revela un entorno sorprendentemente complejo, dinámico y rico en diversidad química, transformando nuestra comprensión de las etapas finales de la vida estelar. Los científicos observaron al mismo tiempo 57 líneas espectrales moleculares diferentes. Esto les permitió ver lo que llaman 57 «rostros» distintos de la misma estrella, donde cada línea espectral revela una capa única y agitada de su atmósfera.
Gracias a la resolución excepcional de ALMA, que permite a los astrónomos ver la superficie y las capas circundantes de una estrella tipo AGB con un nivel de detalle extraordinario, se ha descubierto que W Hydrae está lejos de ser una esfera perfecta y tranquila.
En cambio, la estrella está rodeada de una mezcla cambiante y desordenada de grumos, arcos, penachos y estructuras alargadas que cambian mucho según la molécula que se esté mirando en ese momento. La magnitud de estas estructuras es colosal; en algunas de las vistas capturadas por el telescopio, la atmósfera se extiende varias veces el tamaño de la propia estrella.
Para poner en perspectiva esta inmensidad, si colocáramos a W Hydrae en el centro de nuestro propio Sistema Solar, sus capas externas infladas envolverían las órbitas de Mercurio, Venus, la Tierra y llegarían hasta Marte. Estas grandes regiones no son solo nubes de gas sin actividad, sino que están formadas por choques intensos, pulsaciones regulares, movimientos de convección y reacciones químicas complicadas.
La riqueza química detectada es fundamental para comprender la dinámica de la estrella. Cada molécula observada ofrece una imagen distinta del entorno estelar: el monóxido de silicio (SiO) muestra un patrón específico, mientras que el vapor de agua (H₂O) revela otro totalmente diferente.
A esto se suma una lista impresionante de compuestos como el dióxido de azufre, el cianuro de hidrógeno, el monóxido de aluminio y diversos óxidos de titanio, entre otros, que juntos revelan capas de complejidad nunca antes vistas con tal claridad.
Keiichi Ohnaka, de la Universidad Andrés Bello en Chile y autor principal de la investigación, subraya que este nivel de detalle representa un salto gigantesco en la astrofísica, permitiendo observar la atmósfera de una estrella moribunda con una claridad similar a la que históricamente solo se lograba para nuestro propio Sol, pero multiplicada a través de decenas de miradas moleculares distintas.
Esta capacidad permite conectar los movimientos del gas, la química molecular y la formación de polvo casi en tiempo real, algo que anteriormente resultaba extremadamente difícil de lograr.
La capacidad técnica detrás de este hallazgo es asombrosa. La altísima resolución de ALMA, de unos 17 a 20 milisegundos de arco, equivale a la capacidad de fotografiar con detalle un grano de arroz desde una distancia de 10 kilómetros.
Esta precisión ha permitido a los investigadores observar cómo se absorbe el material en el disco estelar e identificar capas de material que se mueven en direcciones opuestas, mostrando una mezcla sorprendente de movimientos. Los datos indican que el gas cercano a la estrella es empujado hacia afuera a velocidades de hasta 10 km/s, mientras que el material situado justo por encima cae hacia adentro a velocidades de hasta 13 km/s.
Este patrón de flujo, que cambia constantemente y tiene áreas alternadas de caída y escape, coincide con lo que predicen los modelos tridimensionales más avanzados. Esto sugiere que grandes células de convección y choques causados por pulsaciones son los que dan forma a la atmósfera de la estrella.
Uno de los aspectos más notables y científicamente valiosos del estudio es la conexión directa que establece entre las moléculas gaseosas y el polvo recién formado. Para lograr esto, las observaciones de radio de ALMA se compararon con imágenes polarimétricas en luz visible obtenidas con el instrumento SPHERE del Very Large Telescope (VLT) de ESO, tomadas apenas nueve días antes.
Esta proximidad temporal fue crucial, ya que permitió vincular la química del gas con la formación de polvo casi en tiempo real. Los resultados mostraron una correlación fascinante: moléculas como el monóxido de silicio, el vapor de agua y el monóxido de aluminio se observaron exactamente en las mismas ubicaciones donde los datos del VLT registraron nubes de polvo grumosas, lo que indica que estas especies químicas son participantes directos en la nucleación y formación de granos de polvo.
Por otro lado, moléculas como el cianuro de hidrógeno se forman cerca de la estrella pero no parecen participar directamente en la formación de polvo, lo que ayuda a los astrónomos a diferenciar los distintos roles químicos en el entorno circunestelar.
Estas observaciones convierten a W Hydrae en un laboratorio excepcional para entender uno de los problemas más antiguos y menos resueltos de la astrofísica estelar: el proceso de pérdida de masa en estrellas AGB. Comprender cómo las estrellas moribundas expulsan su material es esencial, ya que este proceso enriquece el medio interestelar con los elementos y compuestos que más tarde formarán nuevas generaciones de estrellas y planetas.
Ka Tat Wong, coautor del estudio e investigador de la Universidad de Uppsala, destaca que la proximidad de W Hydrae y las capacidades de ALMA ofrecen una oportunidad única para observar directamente las regiones donde comienza este flujo de salida, permitiendo probar y refinar los modelos teóricos con datos reales y espacialmente resueltos.
Finalmente, estos hallazgos tienen una resonancia personal para nosotros, los habitantes de la Tierra. Los resultados obtenidos en W Hydrae ofrecen un anticipo del futuro lejano de nuestro propio Sol.
Estrellas como esta representan una etapa evolutiva que el Sol alcanzará dentro de miles de millones de años, cuando se expanda y expulse una porción significativa de sus capas externas al espacio.
Al estudiar W Hydrae, no solo estamos observando una estrella distante, sino que estamos desentrañando la historia del origen del polvo y las moléculas que eventualmente pasan a formar asteroides, cometas y planetas, así como la química orgánica necesaria para la vida tal como la conocemos.
Este artículo fue elaborado con la ayuda de herramientas de inteligencia artificial y revisado por un editor de Hispanos Press.
