Resuelto el misterio de las supergigantes azules: así nacen las estrellas más brillantes del Universo

Un equipo internacional de investigadores liderado por astrónomos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), revela que las supergigantes azules se forman al fusionarse las dos estrellas de un sistema binario

En la ilustración, una gigante roja está a punto de fusionarse con su joven estrella compañera. El resultado será una supergigante azul Casey Reed, NASA

José Manuel Nieves

29/03/2024
Actualizado 03/04/2024 a las 02:16h.

A pesar de que no resultan raras de observar,el origen de las estrellas supergigantes azules ha sido un misterio para los científicos desde hace décadas. Ahora, y tras muchas simulaciones con datos obtenidos en la Gran Nube de Magallanes (una galaxia satélite de la Vía Láctea), los investigadores del IAC han encontrado pruebas sólidas de que la mayoría de estas enormes estrellas pueden haberse formado a partir de la fusión de las dos estrellas de un sistema binario. El estudio se ha publicado hace apenas unos días en 'The Astrophysical Journal Letters'.

Las estrellas supergigantes azules de tipo B son al menos 10.000 veces más brillantes, de dos a cinco veces más calientes y de 16 a 40 veces más masivas que el Sol. De hecho, son tan extremas que los científicos siempre han pensado que podrían haberse formado durante una fase breve y muy poco común de la evolución estelar.

Pero hay un serio problema con esta idea. Si realmente fuera así, significaría que las supergigantes azules también son algo raro y fuera de lo común. Lo cual no es cierto, ya que abundan y resulta fácil observarlas por todo el Universo. Por eso sus orígenes han desconcertado a los científicos durante tanto tiempo.

Un misterio, una respuesta

Sin embargo, existe una pista que puede encerrar la clave del origen de las supergigantes azules, y es que suelen estar solas. Es decir, que nunca forman parte de un sistema binario. Algo que resulta particularmente extraño en estrellas tan masivas, cuya gravedad incrementa mucho las posibilidades de 'capturar' una compañera.

La estadística habla claro: mientras que el 50% de las estrellas del tamaño del Sol tienen 'compañía', ese porcentaje sube hasta el 75% entre las estrellas mucho más grandes. Aunque no en el caso de las supergigantes azules. ¿Pero por qué? Para los investigadores, la razón puede ser que estas estrellas han nacido, precisamente, en sistemas binarios en los que sus ocupantes ya se han fusionado.

Para llegar a esta conclusión, los investigadores analizaron 59 supergigantes azules de tipo B situadas en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia satélite de nuestra Vía Láctea, y con los datos obtenidos llevaron a cabo numerosas simulaciones.

«Simulamos las fusiones de estrellas gigantes evolucionadas con sus compañeras estelares más pequeñas según una amplia gama de parámetros -explica la investigadora del IAC Athira Menon, directora del estudio-, teniendo en cuenta la interacción y la mezcla de las dos estrellas durante la fusión. Las estrellas recién nacidas viven como supergigantes azules durante la segunda fase más larga de la vida de una estrella, cuando quema helio en su núcleo».

Según Artemio Herrero, coautor del artículo, «los resultados obtenidos explican por qué las supergigantes azules se encuentran en la llamada 'brecha evolutiva' de la física estelar clásica, una fase de su evolución en la que no esperaríamos encontrar ninguna estrella».

La cuestión principal, sin embargo, es si esas fusiones estelares son capaces de explicar las propiedades que normalmente se observan en las supergigantes azules. Y la respuesta es que sí. «Sorprendentemente -explica por su parte Danny Lennon, otro de los autores del artículo-, descubrimos que las estrellas nacidas de este tipo de fusiones tienen mayor éxito que el de los modelos estelares convencionales a la hora de reproducir la composición de la superficie, en particular la mejora del nitrógeno y el helio. Lo cual indica que las fusiones pueden ser la forma dominante para producir supergigantes azules».

Una vez desvelado el misterio, el siguiente paso de esta investigación hará que el equipo desvíe la atención del nacimiento de supergigantes azules a la forma en que mueren estas enormes estrellas. En concreto, los científicos investigarán cómo las explosiones de supernovas de supergigantes azules son capaces de generar estrellas de neutrones y agujeros negros.