Si hay una constelación que reina en el cielo de invierno (en el hemisferio norte, verano en el hemisferio sur) es, sin lugar a dudas, Orión, el cazador que según la mitología griega se enfrentaba a Tauro y perseguía a las hermanas Pléyades. Es fácil de observar a simple vista, incluso en las grandes urbes, por la majestuosidad de su forma, su posición en el firmamento y el brillo de las estrellas que la componen. Dos de ellas están entre las diez más brillantes del cielo: la azulada Rigel y la rojiza Betelgeuse.

Esta última vuelve a ser protagonista en estos días. Entre finales de 2019 y principios de 2020 Betelgeuse fue foco de atención debido a sus cambios de luminosidad, generando especulaciones sobre la posibilidad de que, en un futuro «cercano», agote su combustible nuclear y desencadene una explosión como supernova. Observaciones con el veterano telescopio espacial Hubble revelaron entonces que la estrella expulsó una inmensa cantidad de material, formando la gran nube de polvo que bloqueó su luz durante varios meses.

El próximo 12 de diciembre podremos observar como la estrella se apaga. Pero no, tampoco ahora será el momento de la explosión. Betelgeuse desaparecerá, o casi, durante unos segundos al pasar ante ella un asteroide, 319 Leona. El peculiar fenómeno, conocido como ocultación, podrá verse en condiciones óptimas desde Andalucía si el tiempo lo permite. Aunque el espectáculo será impactante a simple vista también tendrá relevancia científica, por lo que será fundamental la colaboración entre astrónomos amateur y profesionales (PROAM). Pero vayamos por partes.

¿Cómo se produce la ocultación de una estrella por un asteroide?

En el Sistema Solar hay millones de cuerpos menores, principalmente cometas y asteroides que circulan, en su mayoría, en el cinturón principal, entre las órbitas de Marte y Júpiter. Es poco probable que impacten contra la Tierra pero, con tanto tráfico no es extraño que, de vez en cuando, alguna de esas rocas se interponga en la línea de visión hacia una estrella, provocando una ocultación.

Al igual que los eclipses de Sol o Luna, las ocultaciones solo son visibles desde una estrecha franja de la superficie terrestre. Esto significa que fuera de ella el asteroide no se verá interpuesto delante de la estrella. Si un observador se encuentra en una posición exterior a la franja de visibilidad, verá ambos cuerpos como dos objetos separados. El ancho de la sombra puede variar desde unos pocos metros hasta varios kilómetros.

El análisis de este tipo de fenómenos proporciona información muy valiosa para mejorar los datos orbitales del astro en observación. Además, brindan detalles acerca de su tamaño y forma y, en situaciones excepcionales o cuando se dispone de mediciones suficientes, pueden revelar la presencia de posibles satélites, sistemas dobles o incluso anillos, como el descubierto en el planeta enano Quaoar a través de una serie de observaciones que tuvieron lugar entre 2018 y 2021 usando telescopios terrestres y el observatorio espacial Cheops, el satélite con participación española dedicado al estudio de planetas extrasolares.

La misión Gaia ha permitido un estudio de asteroides de extremada precisión que combina sus composiciones con sus órbitas. Imagen: ESA

La previsión de estos eventos depende de que la posición de la estrella en el cielo esté bien determinada y, también, de que se conozcan con precisión los elementos orbitales del asteroide. Recientemente se ha experimentado una revolución en este sentido gracias a la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, que está creando el mapa multidimensional más preciso y completo de la Vía Láctea.

¿En qué consiste la técnica de observación de ocultaciones estelares por asteroides?

Principalmente, se basa en medir la variación de brillo de la estrella a lo largo del tiempo. La duración de este descenso en la luminosidad está vinculada al tamaño del asteroide, la distancia que nos separa de él y su velocidad orbital. En general, estos eventos son bastante fugaces. Por ejemplo, un asteroide de pocas decenas de kilómetros podría generar no más de diez segundos de ocultación, siendo este el escenario más común en la mayoría de las observaciones.

Por ello, el objetivo es observar cada ocultación desde el mayor número de ubicaciones y cronometrar los instantes de inicio y final de la desaparición aparente de la estrella, para poder deducir así las dimensiones y forma del asteroide.

Hay toda una comunidad científica, tanto profesional como amateur, dedicada a seguir este tipo de fenómenos, organizada en torno a la Asociación Internacional para el Cronometraje de Ocultaciones (IOTA, por sus siglas en inglés). Para la ocultación de Betelgeuse por 319 Leona, dado que tendrá especial incidencia en Andalucía, la Sociedad Astronómica Granadina (SAG) en colaboración con el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA)  y EuroPlanet Society, con el apoyo de la Fundación Descubre, han lanzado el proyecto StarBlink, una campaña de observación para seguir y estudiar el evento, de forma que se pueda recopilar la mayor cantidad de información posible.

Asteroide que oculta una estrella distante. Imagen: NASA / ESA / Greg Bacon (STScI)

Al mismo tiempo se persigue implicar al público en general en un proyecto de ciencia ciudadana, pues se brinda la oportunidad, no solo de acercarse a la observación del cielo nocturno, sino también de participar activamente en el proceso de generación de conocimiento científico utilizando herramientas sencillas al alcance de todos. Se trata, por tanto, de una ocasión única para unirse a la exploración del cosmos y contribuir al avance de la astronomía.

Los protagonistas: Betelgeuse y 319 Leona

Betelgeuse es una estrella impresionante al final de su vida: una bola de fuego que tiene 20 veces la masa de nuestro Sol y 1 400 veces su diámetro. Si la pusiéramos en lugar de nuestro astro rey, su diámetro abarcaría más allá de la órbita de Marte. En cambio, su densidad es muy baja, algunos incluso la consideran un inmenso sol vacío.

Es la novena estrella más brillante que vemos en el cielo, y destaca por su tono rojizo. Esto la coloca en la categoría de supergigantes rojas, que son de hecho las más voluminosas, aunque no las más masivas. Todas comparten una temperatura superficial y densidad baja, una tonalidad rojiza y además pulsan.

No está muy lejos de la Tierra, a tan solo 640 años luz o algo menos, en la constelación de Orión. Gracias a ello se ha podido medir su tamaño, «900 millones de kilómetros», y capturar la imagen de su superficie, algo que no es posible con el resto de estrellas. Además, se sabe que está rodeada por una especie de nube que se extiende hasta unas 400 unidades astronómicas (distancia promedio entre la Tierra y el Sol), así que imaginemos: en esta estrella todo es descomunal.

Lo curioso es que Betelgeuse no tiene un brillo constante. A veces brilla más, a veces menos. Entre 1993 y 2009 su tamaño aparente se redujo en un 15 por ciento. Algunos piensan que es como si la superficie de la estrella se expandiera y contrajera rítmicamente, como si estuviera respirando. Otros, en cambio, apuntan a perturbaciones en su superficie que la hacen parecer como una estrella deforme mientras gira.

Constelación de Orión en el cielo con Betelgeuse identificada mediante marcador (izq.), zoom hacia la estrella (centro) y la imagen más nítida de esta supergigante obtenida en el VLT de ESO. Imagen: ESO, P.Kervella, Digitized Sky Survey 2 y A. Fujii

Por su parte, la historia del asteroide 319 Leona se remonta a 1891, cuando fue descubierto por Auguste Honoré Charlois. Se ubica en la porción más externa del cinturón principal y tarda más de seis años en completar una órbita alrededor del Sol. A pesar de su forma irregular, se estima que posee un diámetro de aproximadamente 70 kilómetros y experimenta una rotación sobre su propio eje cada 9.6 horas. Su nivel de luminosidad, expresado en términos de magnitud visual, se sitúa en 10.21, lo que indica que es relativamente oscuro. En este contexto, las estrellas más tenues observables a simple vista desde un cielo oscuro y no polucionado alcanzan como máximo la magnitud 6, por lo que 319 Leona requiere la utilización de un telescopio para su observación.

¿Dónde y cuándo se podrá observar la ocultación de Betelgeuse por 319 Leona en Andalucía?

La ocultación de Betelgeuse por 319 Leona tendrá lugar durante la madrugada del 11 al 12 de diciembre, entre las 2:09 y las 2:27 hora peninsular. Es importante destacar que la hora exacta del evento está condicionada por la ubicación geográfica del observador, por lo que se recomienda iniciar la observación con suficiente antelación, debido a la incertidumbre asociada a este tipo de efemérides.

De hecho, hay dos posibilidades: que la ocultación llegue a ser total o que se produzca un evento anular. Según apunta el astrofísico David Galadí, miembro de la Unión Astronómica Internacional y asesor científico de El Séptimo Cielo, el segundo caso es el que se considera más probable entre la comunidad de especialistas. «La magnitud visual aparente prevista para el asteroide en el momento de la ocultación es de 14.2, indetectable tanto a simple vista como visualmente con telescopios normales. Sin embargo, sí podría detectarse con telescopios pequeños y cámaras digitales. En caso de ocultación total, Betelgeuse pasaría de magnitud 0.5 a dejar de percibirse a simple vista. Si la ocultación es anular, la estrella podría bajar hasta magnitud visual aparente 3 o 4… en cualquier caso, un espectáculo digno de observar».

Se trate de un fenómeno total o anular, la bajada de brillo inicial y el ascenso final serán progresivos, es decir, se apreciarán las fases parciales como en un eclipse solar. Desde el principio al final del proceso pueden pasar entre 10 y 15 segundos, con 12 segundos como valor más probable en las zonas de la centralidad (cuanto más centrado esté el observador en el camino de la sombra), por lo que habrá que estar bien atento. En lo que respecta a la investigación científica es tiempo suficiente pues, dado que tratarán de grabarse vídeos de la ocultación, se podrán conseguir curvas de luz con una gran resolución temporal en la que se aprecie claramente la disminución del brillo de Betelgeuse según se ve tapado por Leona.

En cuanto a la ubicación, es complicado determinar con exactitud los lugares desde los cuales será visible el fenómeno. En estas semanas previas al evento, los astrónomos están llevando a cabo mediciones para calcular con la máxima precisión posible la órbita de Leona y la posición exacta de Betelgeuse en el cielo. La imagen proporcionada por Steve Preston muestra una predicción bastante precisa según los investigadores (no se esperan cambios importantes) del camino que seguirá la sombra de la ocultación sobre la Tierra.

La línea central (rojo) denota las localizaciones donde se verá el oscurecimiento de manera más acusada. Conforme nos separemos hasta llegar a las otras dos líneas azules se observará con menor intensidad. Imagen: Nube OW

Así, se prevé que el fenómeno sea visible en una franja de unos 100 kilómetros de anchura que abarca la península de Florida, parte del Algarve portugués, en España el norte de Andalucía, Murcia, Alicante e Ibiza, y algunas áreas de Italia, Grecia y Turquía. Concretamente en Andalucía, las localizaciones donde se verá el oscurecimiento de una manera más acusada estarán en las provincias de Huelva, Sevilla, Córdoba, Jaén y el Geoparque de Granada. Una separación de unos 30 kilómetros de la línea central puede provocar que el fenómeno sea difícilmente distinguible a simple vista. Sin embargo, si observamos utilizando algún tipo de cámara se podrá registrar el fenómeno, por lo que los datos obtenidos tendrán el mismo valor para los científicos.

Para que la ocultación no nos pille desprevenidos, el primer paso será tener bien localizada la estrella en el cielo nocturno, aunque hay que recordar que su posición va cambiando a lo largo de la noche. Betelgeuse forma parte de la constelación de Orión, una de las más reconocibles en el cielo invernal del hemisferio norte (recuerda a una cafetera italiana). Tiene uno de los asterismos más famosos: tres estrellas brillantes y alineadas -Mintaka, Alnilam y Alnitak- que conforman el conocido como Cinturón de Orión. Desde nuestra perspectiva, el astro que buscamos ocupa el hombro izquierdo del cazador, formando un cuadrado con las componentes del cinturón. Betelgeuse destaca además por su color rojo-anaranjado, lo que la hace fácil de reconocer entre las circundantes.

Betelgeuse ocupa el hombro izquierdo de Orión, formando un cuadrado con las estrellas del cinturón. Imagen: StarBlink realizada con Stellarium

¿Quién puede participar en el proyecto Starblink?

El proyecto está abierto a la participación de cualquier persona interesada, para lo que los promotores han puesto al alcance diversos materiales, de forma que cada participante pueda contribuir de manera efectiva. En particular puede resultar atractivo para los siguientes grupos:

• Astrónomos aficionados, tengan o no conocimientos específicos sobre ocultaciones o la captura de datos astronómicos.
• Escolares y docentes, principalmente de Secundaria, pero abierto a cualquier nivel educativo. Esta iniciativa brinda una oportunidad ideal para introducir conceptos sobre el método científico y el desarrollo de experimentos (observaciones) con metodologías de trabajo rigurosas.
• Cualquier persona apasionada por el espacio y el universo, deseosa de aprender y contribuir a la ciencia astronómica.

Cuantas más personas participen desde cuantos más lugares mejor, mayores serán los resultados que se obtengan para alcanzar los objetivos científicos del proyecto, que no son otros que concretar el tamaño y la forma del asteroide, precisar su posición en el firmamento y la distribución del brillo sobre el disco, así como determinar las características físicas del asteroide Leona.

Como señalan desde la SAG, debido a la luminosidad de Betelgeuse no será necesario emplear equipos de gran diámetro. Bastará el uso de una cámara de fotos con capacidad para grabar vídeo o un móvil y un trípode. Eso sí, ajustando los parámetros de enfoque, tiempo, exposición, ISO… Interesa captar las variaciones de brillo en la estrella, por lo que hay que evitar una saturación alta. En definitiva, hay que seguir un procedimiento estándar, ya que las imágenes obtenidas deben ser lo más homogéneas posibles para poder hacer un buen análisis; una oportunidad magnífica para iniciarse en las técnicas de seguimiento y registro de este tipo de fenómenos.

Simulación de la posición de Orión en el momento de la observación. Imagen: StarBlink realizada con Stellarium

Para ello los promotores de Starblink están organizando diferentes charlas para explicar cómo proceder con el material del que cada uno disponga, desde un telescopio a un teléfono móvil. Algunas son específicas para centros educativos y quedarán disponibles online en el canal de Youtube de la Federación de Asociaciones Astronómicas de España (FAAE).

Paralelamente se están organizando expediciones a las zonas de la centralidad, como la organizada por Turismo Astronómico Andalucía, previsiblemente a Jaén.

Recomendaciones para disfrutar la observación astronómica

Con independencia de participar o no en el proyecto, valdrá la pena contemplar el fenómeno a simple vista. Como en toda observación astronómica hay que tener en cuenta una serie de recomendaciones para disfrutar plenamente del momento:

• Oscuridad: Es necesario llevar alguna luz que facilite el desplazamiento y el control de los equipos que se  vayan a utilizar. Deben ser tenues o, mejor aún, de color rojo, para evitar que las pupilas se contraigan y el deslumbramiento. Procuraremos molestar lo mínimo posible al resto de los observadores y nunca apuntar a los equipos que puedan estar haciendo mediciones.
• Frío: Sea verano o invierno, de noche hace frío, probablemente mucho frío. Además normalmente durante las observaciones nos movemos poco, con lo que el cuerpo no genera mucho calor. Es recomendable llevar varias capas de ropa para poner o quitar en función de las necesidades. No olvidar gorro, braga para el cuello, incluso pasamontañas para la cara, guantes, calcetines gruesos y botas.

El móvil puede ser de gran utilidad durante una observación astronómica. Imagen: Jess Hurd/ Countryside Charity 

• Alimento y bebida: Aunque no planeemos estar mucho tiempo, llevar avituallamiento puede ayudarnos a pasar mejor el rato de observación. Comidas calientes o algún tipo de aperitivo, así como suficiente agua o bebidas.
• Elementos de comunicación: En muchas ocasiones las observaciones se hacen en sitios poco poblados para evitar la contaminación lumínica. Siempre es bueno llevar los móviles totalmente cargados, no solo para una llamada de emergencia, sino para su uso como linterna, GPS o para buscar información sobre el fenómeno. Además es siempre buena idea avisar a nuestros allegados de la zona por la que vamos a estar y la hora prevista de regreso, por si surge algún contratiempo y necesitan localizarnos.