Astrónomos que utilizan simulaciones avanzadas de supercomputadoras han descubierto que la rotación estelar permite que el material de las profundidades de las estrellas gigantes rojas llegue a sus superficies. Investigadores de la Universidad de Victoria y la Universidad de Minnesota identificaron este mecanismo, resolviendo un enigma que ha desconcertado a los científicos desde la década de 1970. Los hallazgos, publicados en Nature Astronomy, explican los cambios observados en la química superficial.
Las estrellas gigantes rojas, que se expanden drásticamente después de agotar el hidrógeno en sus núcleos, exhiben cambios desconcertantes en su composición superficial a medida que evolucionan. Desde la década de 1970, los astrónomos han observado variaciones, como alteraciones en las proporciones de carbono-12 a carbono-13, lo que indica que el material modificado por reacciones nucleares en el núcleo debe atravesar de alguna manera una capa de barrera estable hacia la envoltura convectiva exterior. Un nuevo estudio ha señalado la rotación estelar como el motor clave de este proceso de mezcla. Simon Blouin, investigador principal y becario postdoctoral en el Centro de Investigación de Astronomía de la Universidad de Victoria, explicó: Mediante el uso de simulaciones 3D de alta resolución, pudimos identificar el impacto que la rotación de estas estrellas estaba teniendo en la capacidad de los elementos para cruzar la barrera. La rotación estelar es crucial y proporciona una explicación natural para las firmas químicas observadas en las gigantes rojas típicas. El equipo descubrió que la rotación amplifica el efecto de mezcla de las ondas internas más de 100 veces en comparación con las estrellas que no rotan, y una rotación más rápida lo mejora aún más. Los modelos anteriores mostraban que las ondas transportaban una cantidad mínima de material, pero la rotación cambia eso drásticamente. Falk Herwig, investigador principal y director del ARC, destacó el papel de los recientes avances en supercomputación: Hasta hace poco, aunque se pensaba que la rotación estelar era parte de la solución a este enigma, la capacidad informática limitada nos impedía probar cuantitativamente la hipótesis. Las simulaciones se ejecutaron en el Centro de Computación Avanzada de Texas de la Universidad de Texas en Austin y en el superclúster Trillium de Canadá en SciNet, Universidad de Toronto, puesto en marcha en agosto de 2025. Herwig destacó la potencia de Trillium: Solo pudimos descubrir un nuevo proceso de mezcla estelar gracias a la inmensa potencia informática de la nueva máquina Trillium. La investigación, respaldada por el NSERC, la NSF y el Departamento de Energía de EE. UU., ofrece información sobre el futuro del Sol como gigante roja y tiene aplicaciones en la dinámica de fluidos en océanos y atmósferas.