Antares y sus globulitos

Las noches de invierno, en nuestras latitudes, están dominadas por la gran constelación de Escorpio, en la que se destaca la brillante Antares:

Antares es una estrella supergigante roja, y aunque no está en el top ten de las más brillantes del cielo, es una estrella que no pasa desapercibida. Es una estrella que es, por un lado, muy joven, con no más de 15 millones de años desde su formación. Por otro lado, es una estrella de edad muy, muy avanzada, cerca del final de su vida. Esta aparente paradoja se debe a que las estrellas envejecen a distinto ritmo según su masa. Una estrella como el Sol, que nació hace casi 5 mil millones de años, todavía está en la mitad de su vida. Antares, que es casi 20 veces más pesada, ya es una estrella anciana. Es, ciertamente, una estrella enorme, todavía más grande que la gigante Betelgeuse. Puesta en el sistema solar llegaría hasta más allá de la órbita de Marte.

Las estrellas pasan la mayor parte de sus vidas convirtiendo hidrógeno en helio en sus núcleos supercalientes. Pero la cantidad de hidrógeno es limitada, y en algún momento empieza a acabarse. En las estrellas más masivas el núcleo está más comprimido y más caliente, y la reacción avanza más rápido. Mientras dura el hidrógeno, la estrella se mantiene inflada, con la radiación que surge del centro equilibrando a la fuerza de gravedad, que busca comprimirla. Esta fase se llama secuencia principal, y es una franja diagonal en el gráfico de luminosidad vs. temperatura que forma el corazón de toda la astrofísica, el diagrama de Hertzsprung y Russell, que ya hemos comentado. Cuando el hidrógeno se agota, mengua la radiación y el núcleo se contrae. Al hacerlo se calienta (como se calienta cualquier cosa que se comprime), y la nueva radiación presiona sobre las capas exteriores de la estrella, que se inflan (y al inflarse se enfrían), y la estrella se convierte en gigante (o supergigante) roja, y se aleja de la secuencia principal. En el diagrama de aquí abajo, la vida de Antares está bien representada por la curva azul (15 masas solares). En una estrella como Antares, el recalentamiento del núcleo inmediatamente permite convertir helio en carbono y oxígeno, que empiezan a acumularse. 

Esta fase, de fusión de helio, es mucho más breve que la de fusión de hidrógeno. Actualmente, Antares se encuentra cerca de su final (el extremo de la derecha de la curva azul, donde hace un angulito hacia arriba y dice SGR). Probablemente estuvo 12 millones de años en la secuencia principal, y ya lleva un par de millones de años como supergigante, fusionando helio en el núcleo. Tal como ocurrió con el hidrógeno, el helio se le acabará, la energía de fusión nuevamente faltará, y el núcleo volverá a contraerse. Las estrellas muy masivas, como Antares, pueden repetir este proceso de fusión, agotamiento, contracción y nueva fusión varias veces, acumulando elementos progresivamente más pesados. Pero cada etapa es más rápida que la anterior, y el final es frenético: 

Hidrógeno en helio: varios millones de años (secuencia principal)
Helio en carbono: un par de millones de años (etapa actual de Antares, próxima a terminar)
Fusión de carbono: 1000 años
Fusión de neón: unos pocos años
Fusión del oxígeno: un añito
Fusión del sílice en hierro y níquel: ¡un día!

Una vez que el núcleo de la estrella es una bola de hierro, pesada y grande como el Sol, las reacciones nucleares se detienen por completo. La energía deja de fluir hacia afuera, y nada puede detener la compresión de la gravedad. En una fracción de segundo el núcleo colapsa, y ocurre una cantidad de procesos en rápida sucesión que hacen que la estrella explote como supernova. Es lo que pasará con Antares, dentro de no más de un millón de años (y seguramente bastante menos). Cuando esto ocurra, cambiará para simpre la familiar forma del Escorpión. Durante meses el rojo corazón del bicho será muy brillante, tan brillante como la Luna (¡visible de día!), y luego irá desapareciendo, quedando un Escorpión descorazonado.

Antares está en una región preciosa del cielo. Una foto un poco más ancha que la de arriba muestra hermosas sorpresas:

Muy, muy cerquita la acompañan dos lindos cúmulos globulares, Messier 4 y NGC 6144. Pensemos que Antares se encuentra a unos 500 años luz de nosotros, mientras que M4 está 6000 años luz más lejos, y el pequeñito NGC 6144 está todavía 25 mil años luz más allá. En la foto se alcanza a ver una niebla que llena toda la región, y que alrededor de la estrella lleva el nombre vdB 107. Es una nebulosa de gas y polvo, como tantas otras que hemos descripto en el blog. Pero en lugar de brillar por fluorescencia (típicamente en color rojo de hidrógeno), ésta se ve naranja, como la misma Antares. Sus fotones no tienen suficiente energía para hacer fluorescer el hidrógeno, y los vemos simplemente reflejados con el mismo color de su fuente. Es una nebulosa muy tenue, tengo que hacer una exposición más larga para que se vea mejor. Pero será después de las interminables tempestades que se abaten en estos meses sobre Bariloche. Si exagero la luz se ve mejor, sobre todo para los que leen el blog en el celu (algo que nunca es recomendable):

Abajo a la derecha se asoma la estrella i Scorpii, también embebida en su propia nebulosa de reflexión (como la estrella es azul, refleja luz azul). 

Messier 4 es un cúmulo notable:

Tiene una línea de estrellas todas de la misma magnitud que lo atraviesa casi justo por el medio. Es algo que se ve bien tanto en fotos como con el ojo en el ocular. A 6000 años luz, es el cúmulo globular más cercano al sistema solar. Es tan viejo como la Galaxia, y seguramente fue mucho más grande en el pasado. Su órbita, que lo hace atravesar una y otra vez el disco de la Vía Láctea, lo fue erosionando. El movimiento de las estrellas en su centro parece indicar que tiene un agujero negro de gran masa, como si fuera una mini-galaxia. Es algo que también sospechamos de otros globulares, como Omega Centauri.

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Las fotos son mías, pero se las presto.