Ocultación de Betelgeuse

    Comenzamos el año hablando de un fenómeno astronómico muy poco frecuente, que sucedió hace unas semanas (la noche del 11 al 12 de diciembre) y que difícilmente volverá a producirse en los próximos años: la ocultación de Betelgeuse por el asteroide (319) Leona.

    Las ocultaciones asteroidales, es decir, cuando se da la casualidad de que desde nuestra línea de visión, un asteroide pasa justo por delante de una estrella, son la mejor manera de estudiar las propiedades físicas del asteroide. Tenemos que tener en cuenta que estos cuerpos, generalmente TNOs, son objetos muy pequeños (como máximo de algún centenar de kilómetros) que se encuentran a una gran distancia (a partir de las 30-40 UA), por lo que son difíciles de observar directamente con precisión, incluso con grandes telescopios. 

 

Apuntando el telescopio hacia Betelgeuse (en rojo) momentos antes del comienzo de la ocultación. La familiar figura de Orión es fácilmente reconocible asomando por encima del olivo.

 

    Este tipo de ocultaciones no son fenómenos muy habituales y son difíciles de predecir con una cierta antelación, ya que se requiere un buen conocimiento de la astrometría de la estrella y sobretodo de la órbita del asteroide. Lo que vemos en estos casos no es el asteroide en sí, generalmente muchísimo más débil que la estrella, sino el efecto que su paso produce en la luz que nos llega de esta última. En el momento en que el asteroide empieza a transitar por delante de la estrella, tapa una pequeña fracción de ésta, haciendo que su luminosidad comience a disminuir. En general esta caída de luz no suele ser muy grande y la duración del fenómeno es muy breve, en el mejor de los casos, unos pocos segundos.

    Al igual que ocurre con un eclipse solar, la visibilidad de la ocultación queda restringida a una pequeña franja del planeta, allá donde se proyecta la sombra del asteroide. En el caso de la ocultación de Betelgeuse la mejor zona para observarla era Europa, donde el fenómeno se producía pasadas las 2 de la mañana, con la estrella bastante alta en el cielo. El grupo más importante de observadores se desplazó al sur de España (desde Sevilla a Alicante) aunque también hubo un grupo importante en el sur de Italia, del que formé parte.

 

En la parte superior se muestra la franja de visibilidad de la ocultación sobre Europa. La línea azul marca el centro del fenómeno donde se produce la máxima duración mientras que las líneas violetas marcan los límites de la ocultación, más allá de los cuales no es posible observar el fenómeno. En rojo la zona de Calabria, en Italia, desde donde observamos nosotros. En la parte inferior se muestra en detalle la distribución de los observadores italianos (en amarillo). Aquí sólo se muestra la línea de la centralidad (verde) con sus errores (morado).

    Como decíamos al principio, los protagonistas de nuestra ocultación son Betelgeuse y (319) Leona, un asteroide del cinturón principal con una forma elipsoidal cuyo diámetro se sitúa en torno a 60x80 km.  Por su parte, Betelgeuse es una de las estrellas más brillantes y conocidas del cielo, fácilmente reconocible en la constelación de Orión por su color rojizo de la que ya hablamos en anteriores entradas durante la pandemia. Seguramente será la próxima supernova que explote en nuestra galaxia, algo espectacular pero que, (casi) con toda probabilidad, no llegaremos a ver.

    Lo particular de esta ocultación, más allá de que se vea afectada una estrella tan brillante, es que se da la casualidad de que ambos cuerpos muestran un tamaño aparente en el cielo muy similar, lo que convierte a este fenómeno en un eclipse más que en una ocultación normal. Esto nos va a permitir no solo el estudio del asteroide sino también el de la estrella. Por un lado podremos obtener una astrometría de precisión para Betelgeuse, algo difícil de hacer con los telescopios habituales (por ejemplo Gaia) al tratarse de una estrella muy brillante que aparece saturada en estos cartografiados. Por otro lado mediante el estudio de la curva de luz en diferentes filtros podremos realizar una especie de "interferometría" para estudiar posibles detalles (grandes células convectivas) de la superficie de la estrella así como del material expulsado a su alrededor. Hay que tener en cuenta que, por ejemplo, el tamaño de Betelgeuse en el azul es mayor que en el rojo, luego la duración y profundidad del fenómeno será distinta según el filtro que utilicemos.

 

 

Campo de observación con el apo en primer plano y el mak en la parte de atrás.

    En este tipo de observaciones lo importante es cubrir bien toda la franja de visibilidad (de norte a sur) de manera que podamos caracterizar adecuadamente el fenómeno en su totalidad. Observaciones aisladas en este caso no son muy importantes. En la parte italiana nos juntamos una veintena de observadores que, coordinados maravillosamente por Alfonso Noschese y Massimo Corbisiero (de AstroCampania), nos situamos en la costa jónica distribuidos uniformemente en diferentes cuerdas (lugares) a lo largo de la franja. Para estudiar la cromaticidad del fenómeno, siempre que se pudo, en cada cuerda se observó con varios filtros. En nuestro caso usamos dos telescopios: un Maksutov-Cassegrain de 127 mm, con una cámara Moravian C4 y filtro R (Cousin) y un refractor apocromático de 115 mm con una ASI 290 MM y filtro B (Jonhson).

    En el mundo de las ocultaciones se requiere una gran resolución temporal y por ello la técnica utilizada es muy diferente a la que usamos habitualmente para hacer astrofotografía u otro tipo de observaciones. La ocultación se registra en vídeo con la mayor tasa de imagénes por segundo (fps). Posteriormente se descompone el vídeo en sus frames, en los que previamente, durante la grabación, se ha insertado el tiempo en el que fueron tomados con una precisión lo más cercana posible a la milésima de segundo. En cada imagen se analiza el brillo de la estrella (por una sencilla fotometría de apertura) y analizando su variación a lo largo del tiempo, obtenemos la curva de luz del fenómeno:

 

 

Curva de luz suavizada de la ocultación obtenida en filtro B con el refractor.

 

 

    Técnicamente lo más difícil era elegir un tiempo de exposición adecuado, de pocos milisegundos, para no saturar Betelgeuse, pero al mismo tiempo obtener un número suficiente de imágenes para medir con precisión la ocultación. La tarea no era trivial ya que Betelguese además de ser tan brillante titila mucho, por lo que tuvimos que hacer varias pruebas los días anteriores con telescopios pequeños y cámaras lo más rápidas posibles. 

 

    En reuniones preparativas se habló de que Betelgeuse podría "desaparecer" (literalmente) durante poco más de 10 segundos del cielo, ya que, en el caso más favorable, la caída de luz podría estar entre las 6-8 magnitudes. La realidad es que a simple vista no percibimos ninguna variación significativa, aunque hay que tener en cuenta que la ocultación se adelantó unos 40 segundos respecto a las previsiones y que minutos antes Orión estaba cubierto por nubes pasajeras ... aunque cuando ya esperábamos lo peor tuvimos suerte y se volvió a quedar despejado.

 

    La forma en V de la curva de luz (sin zona plana en el mínimo) ya nos está indicando que no se produjo un eclipse total como nos hubiera gustado, sino que se trató de uno parcial (o incluso anular). La duración se situó en torno a los 11 segundos y la profundidad de la ocultación fue algo más de una magnitud (resultado todavía preliminar a partir de nuestras observaciones), lejos de la idea que teníamos cuando nos decidimos a montar la expedición para observarla, aunque debo decir que estoy muy contento de haber participado en este proyecto.

    Dentro del marco de ciencia ciudadana, se creó el proyecto StarBlink para involucrar a la gente a observar la ocultación. En dicho proyecto se creó este simulador muy intuitivo para entender cómo cambia la curva de luz según varían los tamaños de Betelgeuse y Leona o la distancia del observador a la línea de la centralidad. En las próximas semanas, a partir del análisis de las distintas curvas de luz, teniendo en cuenta tanto los filtros utilizados como la posición de cada observador, se empezarán a publicar los primeros resultados científicos de la ocultación, que compartiremos con nuestros lectores en este mismo blog.

Desde AstroDemanda queremos desear a todos nuestros lectores un ¡muy feliz y próspero 2024!