Superestrella

En una escena significativa de la película Blade runner, el presidente de Tyrel Corporation, una compañía de ingeniería genética, revela a Roy, su mejor creación de un humano sintético, por qué está a punto de morir. "La luz que brilla con el doble de intensidad dura la mitad de tiempo. Y tú has brillado con mucha intensidad". Parece un razonamiento astronómico hecho a medida para uno de los objetos estelares más espectaculares cuyo hallazgo ha saltado a las páginas de las publicaciones especializadas, una estrella catalogada como R136a1 y que ha resultado ser la más masiva de todo el universo hasta la fecha. Su luz precisamente nos ha llegado después de viajar 165.000 años, por lo que ahora sabemos el aspecto que tenía cuando el Homo sapiens aún no había hecho su aparición.

"Si nos atenemos a la edad, R136a1 es un bebé comparado con nuestro Sol, pero su ritmo de envejecimiento es más acelerado"

"Las estrellas sufren cambios. Al final de su ciclo de vida pueden hincharse y convertirse en gigantes rojas en su vejez"

R136a1 bien podría bautizarse como el Coloso de Rodas (la gigantesca estatua erigida en la isla griega de Rodas en honor al dios griego Helios, personificación del Sol) de todo el zoo estelar. Con una masa estimada de 265 veces la del Sol, un cálculo somero indica que para igualarla se necesitarían juntar 87,4 millones de planetas como el nuestro. Para la mente humana resulta imposible concebir un objeto así. Estrellas tan supermasivas son bastante raras, aunque la biografía estelar de un objeto tan extraordinario comienza también en un lugar extraordinario, la Nebulosa de la Tarántula, ubicada en una galaxia satélite de la nuestra, la Nube de Magallanes, que astronómicamente está a la vuelta de la esquina.

Esta nebulosa es visible a simple vista. Los telescopios potentes muestran una serie de brillantes lazos de gas que destacan de entre zonas más oscurecidas y que recuerdan las patas de una gran araña, una tarántula. El tamaño de estos lazos -cerca de mil años luz- no es solo lo más llamativo. Están hechos de gas ionizado y excitado, muy caliente. En el interior de la nebulosa se localiza un criadero de estrellas de gran tamaño y masa, que los astrónomos han bautizado como R136. El cúmulo estelar está barrido por los fortísimos vientos estelares que se desprenden de estos enormes soles, lo que energiza a los lazos.

El "nido" es de una juventud exultante, de entre dos y tres millones de años; un recién nacido si lo comparamos con la edad global estimada para el universo, 13.700 millones de años. En un lugar así aconteció algo excepcional. En las partes más densas del cúmulo, donde la densidad del gas es máxima, una inimaginable cantidad de hidrógeno se fue agrupando por gravedad hasta formar una esfera, cayendo cada vez más sobre sí misma. Los átomos de hidrógeno en el corazón de esa esfera de gas comenzaron a apretujarse entre sí hasta que algunos empezaron a fusionar sus núcleos y la estrella se encendió. Las reacciones termonucleares escupieron una pavorosa cantidad de energía, que terminó por contrarrestar el colapso gravitatorio. Como resultado, la gigantesca bola de gas muy caliente salida de este parto estelar retuvo finalmente en su nacimiento una masa que resultó ser 320 veces la de nuestro Sol. Todo un récord en los partos estelares conocidos.

Pero la joven estrella comenzó a perder masa poco después de nacer, probablemente a causa del viento estelar que despedía, quemando hidrógeno a un ritmo desaforado. Su descubridor, el astrónomo británico Paul Crowther, de la Universidad de Sheffield, en el Reino Unido, cree que ahora el gigante contiene solo 265 veces la masa del Sol, a pesar de que apenas han transcurrido poco más de un millón de años desde que nació. Crowther afirma que, a diferencia de los seres humanos, estas estrellas nacen con mucha masa y luego la van perdiendo gradualmente a medida que envejecen. "Desde luego, las estrellas no son seres vivos, pero resulta conveniente discutir acerca de su formación (nacimiento), evolución (vida) y decadencia (muerte) en estos términos", justifica este experto a El País Semanal en un correo electrónico.

Su hallazgo, publicado en Monthly notices of the Royal Astronomical Society, ha causado un considerable revuelo, pues se pensaba que no podían existir estrellas cuya masa superase en 150 veces la del Sol. "Sospechábamos que era grande, pero nos sorprendimos al comprobar que realmente era muy grande", comenta Crowther. "Se había estudiado la región y se sabía que las masas de esas estrellas estaban por debajo de las cien masas solares". Su equipo descubrió además otros hermanos mayores en el corazón de la Tarántula, estrellas que superaron las 150 masas solares tras su nacimiento.

La máxima de Blade runner se aplica, pues, a este coloso estelar. "Las estrellas que tienen una masa pequeña convierten el hidrógeno en helio de una manera relativamente ineficiente, por lo que son capaces de brillar durante miles de millones de años hasta que se les acaba el combustible", indica Crowther. "En cambio, las estrellas muy masivas queman de forma mucho más eficiente y brillan más, por lo que se quedan antes sin gasolina". La existencia de este coloso estelar será más efímera que la de nuestro Sol; se mide en millones de años en vez de miles de millones.

Si nos atenemos solo a la edad, R136a1 es poco menos que un bebé comparado con nuestro Sol, que ha cumplido ya los 4.500 millones de años. Pero su ritmo de envejecimiento es mucho más acelerado. Con poco más de un millón de años, ya ha obtenido el estatus de una estrella de mediana edad, sometida a una dieta de adelgazamiento extremo. Además, este coloso ya ha perdido una quinta parte de su masa -unas cincuenta masas solares- de acuerdo con Crowther. Los estertores y su muerte final contendrán dramatismo y sorpresa. Una vez consumido todo el hidrógeno, también se quemará el helio, y tras una serie de reacciones nucleares de fusión, el corazón de la estrella se rellenará de hierro. El poderoso colapso del núcleo originará finalmente una explosión tan espectacular que la estrella brillará durante unos días con una potencia equivalente a la de una galaxia.

Además de su masa, R136a1 es también un astro muy caliente. La temperatura de la superficie de nuestro Sol apenas si dobla la de la llama de un soplete de acetileno (en torno a los 6.000 grados). En el caso de R136a1, ¡la temperatura en su superficie supera los 40.000 grados! También es uno de los más brillantes, millones de veces superior. Si colocásemos R136a1 frente al Sol, su luz cegadora lo haría invisible con la misma facilidad con que la Luna desaparece durante cualquier día ordinario. En ese mismo escenario, la enorme gravedad que ejercería R136a1 sobre la Tierra obligaría a nuestro planeta a girar a su alrededor con muchísima más rapidez, reduciendo el año terrestre a tan solo tres semanas, de acuerdo con lo expuesto por Raphael Hirschi, uno de los miembros del equipo de Crowther. La estrella "bañaría nuestro planeta en una radiación ultravioleta tan intensa que lo esterilizaría, haciendo imposible la vida".

Por contradictorio que pueda parecer, ante tanta masa y tanto brillo, la búsqueda de un coloso así no ha sido fácil. ¿Por qué no se ha descubierto antes? Crowther explica que la estrella estaba justo en medio de una región "tan poblada que resultaba muy difícil separar una estrella brillante de otra".

Las imágenes ópticas muestran borrones y manchas brillantes de luz, por lo que diferenciar estrellas individuales es todo un reto incluso para los instrumentos más potentes de observación. "El desafío aquí es separar dos objetos que están muy próximos entre sí, pero muy alejados del observador ", indica el astrofísico español Antonio Ferriz, profesor de la Universidad de Vigo y científico asociado al Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA). "Para que un objeto pueda ser observado, lo importante es que nos llegue suficiente luz de él. Y si el objeto está muy alejado, hace falta un telescopio grande para poder captar suficiente luz".

Precisamente por ello, el equipo de Crowther decidió escudriñar el corazón de la Nebulosa de la Tarántula y acudió al mayor complejo de telescopios del mundo, el observatorio VLT (siglas en inglés de very large telescope), situado en el cerro Paranal, en Chile, uno de los lugares más privilegiados para la observación astronómica.

La idea de un cazador de estrellas dista mucho de ser romántica y, desde luego, hace ya mucho tiempo que quedaron atrás los tiempos en los que un astrónomo se acercaba a su telescopio para mirar por el ocular y gritar "¡eureka!". La astrofísica se realiza ahora desde la pantalla de un ordenador. No hace falta reconocer las constelaciones en una noche clara. Basta descolgar el teléfono y proporcionar las instrucciones adecuadas -si uno tiene comprado un tiempo de observación suficiente- y un grupo de técnicos especializados se encargarán de orientar telescopios gigantes como los VLT. El astrónomo ni siquiera entra en el observatorio ni toca el telescopio.

Cada uno de los cuatro gigantes VLT tiene un espejo de 8,2 metros que se pueden combinar para que funcionen como un solo supertelescopio. La potencia combinada de los VLT deja sin aliento. Puede distinguir los dos faros de un coche situado en la Luna. Para separar las estrellas masivas del corazón de la Nebulosa Tarántula, Crowther y su equipo analizaron la radiación que estos gigantes emitían cerca del infrarrojo -no visible al ojo humano- usando un poderoso espectrógrafo situado en uno de los cuatro telescopios y añadieron la información procedente de las imágenes ópticas que el telescopio espacial Hubble había recogido de la nebulosa algunos años atrás.

El universo es una caja de sorpresas. Con una masa 265 veces la del Sol, ¿es la estrella R136a1 la más grande jamás hallada? No necesariamente. Es muy tentador confundir tamaño con masa, advierte Ferriz. Cuando hablamos de una estrella gigante, no tiene necesariamente que tener una gran masa. Si el público pregunta cuál es la estrella más grande jamás descubierta, es necesario matizar qué entendemos por más grande. ¿Se trata de determinar cuánta masa tiene, o nos referimos al volumen que ocupa? ¿Hablamos de su brillo? Una estrella de un gran tamaño no tiene necesariamente que ser la más luminosa. Si colocásemos R136a1 en el centro del Sistema Solar, el borde de la estrella se quedaría a "medio camino" en dirección a Mercurio. Con un radio aproximado de unos 24,3 millones de kilómetros, el volumen que ocupa R136a1 es impresionante. A su lado, nuestro Sol es un pigmeo. Sin embargo, resulta sensiblemente más pequeño que otro gigante, conocido desde hace un siglo por los astrónomos. Se trata de VY Canis Majoris, una megaestrella situada en la constelación del Can Mayor, a unos 5.000 años luz de la Tierra. Su tamaño desafía las barreras de la imaginación humana. Colocada en lugar del Sol, ¡el borde de la estrella llegaría a chocar contra Saturno! Pero a pesar de su volumen, VY Canis Majoris es una estrella diez veces menos masiva que R136a1. Brilla con una potencia de medio millón de soles, y esto es impresionante. Pero la estrella descubierta por Crowther es al menos ¡veinte veces más luminosa!

Antes de este hallazgo, la estrella más masiva de la que se tenía noticia se descubrió en 1997 gracias al telescopio Hubble y se bautizó como la Estrella Pistola, a 25.000 años luz, en la constelación de Sagitario, cerca del centro de la Vía Láctea, con una masa 150 veces la del Sol. Este mamut del firmamento -en términos de masa- también lo es en luminosidad. De acuerdo con el equipo del astrónomo Don F. Figer, de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), la estrella despide tanta energía en seis segundos como nuestro Sol en un año, y es diez millones de veces más brillante.

Las comparaciones a veces pueden resultar engañosas. Las estrellas no siempre mantienen el mismo aspecto. Al final de sus vidas pueden sufrir cambios asombrosos. Pueden hincharse convirtiéndose en gigantes rojas en su vejez, y acabar sus vidas como enanas blancas (muerte). Nuestro Sol terminará sus días como una gigante roja, y finalmente se extenderá hasta engullir a Júpiter.

En otros casos, hay estrellas que son supermasivas y que ocupan un espacio enorme precisamente porque su densidad es muchísimo menor que la de nuestro Sol. Betelgeuse tiene una masa equivalente a la de 20 soles y un radio de entre 880 y 950 veces el del Sol. Es una gigante roja, ya que se trata "de una estrella anciana, a punto de morir en una explosión que causará una supernova… y que puede ocurrir en cualquier momento", indica Ferriz. En su opinión, comparar una estrella joven como R136a1 con este astro moribundo no resulta un ejercicio muy justo. Antares, en la constelación del Escorpión, es otro de estos gigantes de récord. "Su radio es de 800 radios solares, y si la pusiéramos en el centro del Sistema Solar, su superficie estaría entre las órbitas de Marte y Júpiter".

Si hablamos de lo diminuto, algunas de las estrellas más pequeñas son nuestras vecinas. Próxima Centauri es el astro más cercano a la Tierra -apenas a 4,2 años luz-, pero ocupa solo el 14,5% del volumen del Sol. Y una de las más diminutas, OGLE-TR 122b, es una enana roja localizada en el centro de la Vía Láctea que apenas ¡es un 20% mayor que Júpiter! Pero a veces, las estrellas más masivas que el Sol pueden dejar estrellas de neutrones como rescoldos finales tras una explosión. Representan el récord de lo pequeño y de lo extraordinario. "La densidad de una estrella de neutrones sería más o menos la de comprimir toda la humanidad en el volumen de un terrón de azúcar", concluye Ferriz.