Utilizando el Very Large Telescope de ESO, un equipo de astrónomos ha observado, por primera vez de forma directa, los patrones de granulación en la superficie de una estrella fuera del Sistema Solar: la envejecida estrella gigante roja ?1 Gruis.

Esta nueva imagen, obtenida por el instrumento PIONIER, revela las células convectivas que conforman la superficie de esta enorme estrella, que tiene 350 veces el diámetro del Sol. Cada célula cubre más de un cuarto del diámetro de la estrella y tiene un tamaño de cerca de 120 millones de kilómetros. Estos nuevos resultados se publican esta semana en la revista Nature.

Situada a 530 años luz de la Tierra, en la constelación de Grus (la grulla), ?1 Gruis es una gigante roja fría. Tiene aproximadamente la misma masa que nuestro Sol, pero es 350 veces más grande y varios miles de veces más brillante. En unos 5.000 millones de años, nuestro Sol se hinchará para convertirse en una estrella gigante roja similar.

Un equipo internacional de astrónomos, liderado por Claudia Paladini (ESO Chile), ha utilizado el instrumento PIONIER, instalado en el Very Large Telescope de ESO, para observar ?1 Gruis con un detalle sin precedentes. Descubrieron que la superficie de esta gigante roja tiene unas pocas células convectivas o gránulos, y que uno de ellos tiene un tamaño de unos 120 millones de kilómetros (alrededor de un cuarto del diámetro de la estrella).

Sólo uno de estos gránulos se extendería desde el Sol hasta más allá de Venus. Cuando observamos las superficies — conocidas como fotosferas — de muchas estrellas gigantes, las vemos oscurecidas por el polvo, lo cual dificulta las observaciones. Sin embargo, en el caso de ?1 Gruis, aunque hay polvo lejos de la estrella, su presencia no tiene un efecto significativo en las nuevas observaciones infrarrojas.

Cuando, hace mucho tiempo, ?1 Gruis se quedó sin hidrógeno para quemar, esta anciana estrella dejó atrás la primera etapa de su programa de fusión nuclear. Se contrajo a medida que se quedaba sin combustible, haciendo que la temperatura en su centro aumentara más de 100 millones de grados. Estas temperaturas extremas alimentaron la siguiente fase de la estrella, que comenzó a fusionar el helio en átomos más pesados como carbono y oxígeno. Entonces, este núcleo intensamente caliente, expulsó las capas externas de la estrella, haciendo que creciera hasta un tamaño cientos de veces más grande que su tamaño original. La estrella que hoy vemos es una gigante roja variable. Hasta ahora, nunca se habían obtenido imágenes detalladas de la superficie de una de estas estrellas.

En comparación, la fotosfera del sol contiene aproximadamente dos millones de células convectivas, con diámetros típicos de apenas 1.500 kilómetros. Las enormes diferencias de tamaño en las células convectivas de estas dos estrellas pueden explicarse, en parte, por la distinta intensidad de su campo gravitatorio en superficie. La estrella ?1 Gruis sólo tiene 1,5 veces la masa del Sol, pero es mucho más grande en tamaño, dando como resultado una gravedad superficial mucho menor y solo algunos gránulos, extremadamente grandes.

Mientras que estrellas con más de ocho masas solares terminan sus vidas en explosiones dramáticas de supernova, estrellas menos masivas, como esta, expulsan poco a poco sus capas exteriores, dando lugar a hermosas nebulosas planetarias. Estudios previos de ?1 Gruis descubrieron una cáscara de materia a 0,9 años luz de la estrella central, una materia que, se cree, pudo ser expulsada hace unos 20 000 años. Este período relativamente corto en la vida de una estrella dura sólo unas pocas decenas de miles de años – en comparación con la duración total la vida de una estrella de este tipo, que es de varios miles de millones – y estas observaciones revelan un nuevo método para estudiar esta fugaz fase de las gigantes rojas.