Los astrónomos que utilizan el Very Large Telescope de ESO han observado por primera vez patrones de granulación directamente en la superficie de una estrella fuera del sistema solar:la envejecida gigante roja π1 Gruis. Esta notable nueva imagen del instrumento PIONIER revela las células convectivas que forman la superficie de esta enorme estrella, que tiene 700 veces el diámetro del sol. Cada celda cubre más de una cuarta parte del diámetro de la estrella y mide unos 120 millones de kilómetros de ancho.

Ubicado a 530 años luz de la Tierra en la constelación de Grus (La Grulla), π1 Gruis es un gigante rojo genial. Tiene aproximadamente la misma masa que nuestro Sol, pero es 700 veces más grande y varios miles de veces más brillante. Nuestro Sol se hinchará para convertirse en una estrella gigante roja similar en unos cinco mil millones de años.

Un equipo internacional de astrónomos dirigido por Claudia Paladini (ESO) utilizó el instrumento PIONIER en el Very Large Telescope de ESO para observar π1 Gruis con mayor detalle que nunca. Descubrieron que la superficie de este gigante rojo tiene solo unas pocas células convectivas, o gránulos, que tienen aproximadamente 120 millones de kilómetros de diámetro, aproximadamente una cuarta parte del diámetro de la estrella. Solo uno de estos gránulos se extendería desde el Sol hasta más allá de Venus. Las superficies, conocidas como fotosferas, de muchas estrellas gigantes están oscurecidas por el polvo, lo que dificulta las observaciones. Sin embargo, en el caso de π1 Gruis, aunque hay polvo lejos de la estrella, no tiene un efecto significativo sobre las nuevas observaciones infrarrojas.

Cuando π1 Gruis se quedó sin hidrógeno para quemar hace mucho tiempo, esta antigua estrella cesó la primera etapa de su programa de fusión nuclear. Se encogió cuando se quedó sin energía, haciendo que se caliente a más de 100 millones de grados. Estas temperaturas extremas alimentaron la siguiente fase de la estrella cuando comenzó a fusionar el helio en átomos más pesados ​​como el carbono y el oxígeno. Este núcleo intensamente caliente luego expulsó las capas externas de la estrella, haciendo que se inflame a cientos de veces más grande que su tamaño original. La estrella que vemos hoy es una gigante roja variable. Hasta ahora, la superficie de una de estas estrellas nunca antes había sido fotografiada en detalle.

En comparación, la fotosfera del Sol contiene alrededor de dos millones de células convectivas, con diámetros típicos de apenas 1500 kilómetros. Las grandes diferencias de tamaño en las células convectivas de estas dos estrellas pueden explicarse en parte por sus diferentes densidades superficiales. π1 Gruis tiene solo 1,5 veces la masa del Sol pero es mucho más grande, resultando en una gravedad de la superficie mucho menor y solo unos pocos, extremadamente largo, gránulos.

Mientras que las estrellas más masivas que ocho masas solares terminan sus vidas en dramáticas explosiones de supernovas, estrellas menos masivas como esta expulsan gradualmente sus capas externas, resultando en hermosas nebulosas planetarias. Estudios previos de π1 Gruis encontraron una capa de material a 0.9 años luz de distancia de la estrella central, se cree que fue expulsado hace unos 20 000 años. Este período relativamente corto en la vida de una estrella dura solo unas pocas decenas de miles de años, en comparación con la vida útil total de varios miles de millones, y estas observaciones revelan un nuevo método para sondear esta fase fugaz de gigante roja.

Esta investigación fue presentada en un artículo "Grandes células de granulación en la superficie de la estrella gigante π1 Gruis", por C. Paladini et al., publicado en la revista Naturaleza el 21 de diciembre de 2017.