U Camelopardalis: La Estrella de Carbono que Pierde su Envoltura

Una estrella única en la constelación de la Jirafa

U Camelopardalis no es solo una estrella bonita para fotografiar: es un verdadero laboratorio cósmico, donde se experimentan a escala estelar procesos fundamentales de la física de plasmas, la química del carbono y la evolución galáctica. Gracias a la observación de tales estrellas de carbono, comprendemos mejor cómo se forma, se dispersa y se recicla la materia compleja en el universo.

U Camelopardalis, a menudo abreviada como U Cam, es una estrella de carbono ubicada a unos 3000 años luz de la Tierra, en la tenue constelación boreal de la Jirafa (Camelopardalis). Este tipo de estrella, particularmente rara, se caracteriza por una atmósfera que contiene más carbono que oxígeno, lo que modifica profundamente su espectroscopía, su dinámica y su interacción con el medio interestelar.

Clasificada como una estrella variable semi-regular (SRb), U Cam es una gigante roja evolucionada, perteneciente a la rama asintótica de las gigantes (AGB). Representa una fase avanzada de evolución estelar para estrellas de masa intermedia (1 a 8 M☉).

Las estrellas de carbono: exceso de carbono y atmósfera enriquecida

En las estrellas AGB como U Cam, procesos convectivos profundos llamados "tercer dragado" llevan a la superficie productos de fusión nuclear, notablemente carbono formado a través de la triple reacción alfa (⁴He + ⁴He + ⁴He → ¹²C). Cuando el contenido de carbono supera al de oxígeno, se forman moléculas como C₂, CN y CH en la atmósfera estelar, dando lugar a espectros dominados por bandas moleculares características.

Estas estrellas juegan un papel clave en el enriquecimiento del medio interestelar con elementos pesados, a través de la intensa pérdida de masa que sufren en forma de viento estelar enriquecido con polvo de carbono.

Una cáscara esférica visible en luz visible

Lo que hace a U Camelopardalis particularmente fascinante es la presencia de una cáscara esférica de gas casi perfectamente simétrica que rodea la estrella. Esta cáscara fue observada en luz visible por el telescopio espacial Hubble, revelando una estructura resultante de un episodio de pérdida de masa datado hace unos 700 años.

Esta burbuja, de aproximadamente 0.2 años luz de radio, se expande a una velocidad de aproximadamente 23 km/s. Constituye una oportunidad excepcional para estudiar, en condiciones naturales, la dinámica de las envolturas expulsadas, la química del polvo de carbono y la interacción entre los vientos estelares sucesivos.

Un laboratorio natural para la evolución estelar

El interés científico de U Cam radica en la posibilidad de observar un instante de un proceso transitorio de evolución estelar. La pérdida de masa a través de cáscaras discretas aún no se comprende bien: ¿son ciclos de pulsación regulares? ¿Episodios convectivos violentos? ¿Interacciones binarias? U Cam, aislada y simétrica, proporciona un caso de prueba exento de perturbaciones mayores, permitiendo afinar los modelos de dinámica atmosférica y transferencia radiactiva en las envolturas estelares.

Implicaciones cosmológicas y astroquímicas

El polvo de carbono formado en estas estrellas juega un papel crucial en la opacidad de las galaxias, la formación de granos interestelares y la química prebiótica. Además, el enriquecimiento del medio interestelar con carbono está directamente relacionado con la historia química de las galaxias. La observación de cáscaras como la de U Cam permite conectar los modelos estelares con las restricciones observacionales sobre las abundancias isotópicas y moleculares del carbono en la Vía Láctea.