Una imagen en falso color de la estrella gigante roja pulsante Chi Cygni, como ha sido tomada en el infrarrojo por el Telescopio óptico infrarrojo. Se muestran cuatro momentos diferentes de la pulsación, y se pueden ver puntos calientes en la superficie de la estrella. En su fase de mayor contracción, el diámetro de la estrella es de unos 480 millones de kilómetros.Crédito: IOTA, y Lacour et al., 2009.
La estrella Chi Cygni se encuentra a unos 550 años luz de distancia, en la dirección de la constelación del Cisne. Es una estrella notable porque, a diferencia del sol, que todavía quema hidrógeno y se encuentra en su fase de madurez de la vida, Chi Cygni ha envejecido y ha comenzado a expirar. Una de las características generales del envejecimiento estelar es que la estrella comienza a expandirse, y si Chi Cygni se encontrara en la posición del sol ya se hubiera tragado todos los planetas de nuestro sistema solar hasta Marte. Este tipo de estrellas se llaman gigantes rojas. Nuestro Sol entrará en una fase similar de la vida en otros ocho mil millones de años, y la investigación en las gigantes rojas abre una ventana sobre el destino de nuestro Sol y la Tierra.
El diagrama H-R nos permite ubicar el Sol (en la secuencia principal) y Chi cygni (en la zona de las gigantes rojas). Crédito: HyperphysicsA través de los estudios de Chi Cygni se ha encontrado que no sólo ha ampliado su radio, sino que ha comenzado a pulsar drásticamente en tamaño. El astrónomo del Observatorio Astrofísico Smithsoniano Marc Lacasse, y un equipo de quince colegas, han utilizado el Arreglo Telescópico Optico para Infrarrojo del Smithsoniano (IOTA) -ahora retirado de la operación-, en el monte Hopkins, Arizona, para obtener por primera vez imágenes cercanas de la superficie de Chi Cygni que muestran los latidos de la estrella como un corazón gigante. Pulsando una vez cada 408 días, con sus capas exteriores expandiéndose, en unos pocos cientos de miles de años se va a crear una seguramente espectacular nebulosa planetaria reluciente.
En su fase de mayor contracción, cuando alcanza un diámetro de unos 450 millones de kilómetros, la superficie de la estrella se convierte en moteada con manchas brillantes con penachos masivos de plasma caliente agitándose en su superficie. (Estos puntos son como los gránulos en la superficie de nuestro Sol, pero mucho más grandes). Luego, a medida que se expande, Chi Cygni se enfría y se oscurece, la expansión alcanza un diámetro de 800 millones de kilómetros. Las nuevas imágenes son como una película de stop-motion de una estrella pulsante, y muestran que la pulsación no es sólo radial, sino que presenta heterogeneidades, por ejemplo, apareció un punto caliente gigante.
Visualizar estrellas variables es muy difícil; todas las estrellas (al margen del sol) están tan lejos que su tamaño aparente es pequeño, requiriendo técnicas muy especializadas para medirlas con precisión. Gigantes rojas variables como Chi Cygni tienen un problema adicional: una capa de polvo y moléculas densa y compacta alrededor de la estrella que oscurece la luz visible. La instalación IOTA ha eludido estas dificultades mediante la observación de la estrella con estas técnicas en longitudes de onda infrarrojas, donde los efectos del polvo son mucho menos graves. IOTA ha obtenido imágenes unas quince veces más agudas de lo que es posible con el Telescopio Espacial Hubble. Los nuevos resultados han permitido a los astrónomos obtener una mejor estimación de la masa de la estrella, la luminosidad y la distancia, y como el período de la variabilidad parece estar directamente relacionado con la luminosidad, la esperanza es que la investigación adicional en otras estrellas variables similares proporcionará una nueva forma de calibrar las distancias a las estrellas cuyo período y luminosidad puedan ser medidos con precisión.
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