La misión Gaia traza el nuevo mapa del ciclo de vida de las estrellas
Un atlas cósmico sin precedentes nos muestra cómo nacen, viven y mueren las estrellas de la Vía Láctea. Gracias a la misión Gaia, astrónomos han combinado miles de cúmulos y estrellas variables para reconstruir el ciclo vital estelar como nunca antes se había conseguido.
Por Enrique Coperías
Gracias a los datos de la sonda Gaia, bautizados como Gaia Data Release 3 (GDR3), los astrónomos Richard I. Anderson (EPFL) y Emily L. Hunt (Max Planck Institute for Astronomy) han combinado, por primera vez a gran escala, el estudio de 1.192 cúmulos abiertos con el análisis de 34.760 estrellas variables de la Vía Láctea. Cortesía: ESA
En astronomía, hay lugares privilegiados para observar cómo nacen, crecen y mueren las estrellas: los cúmulos abiertos. Estos grupos estelares, formados por decenas o miles de astros nacidos de la misma nube de gas y unidos por la gravedad, son como laboratorios naturales donde se puede estudiar la evolución de las estellas en condiciones controladas.
En los cúmulos abiertos conviven estrellas de distintas masas, pero con la misma edad y composición química, lo que permite comparar cómo esas variables afectan a su desarrollo.
Otra pieza clave en este rompecabezas cósmico son las estrellas variables. Hablamos de astros cuyo brillo cambia de forma periódica o irregular. Esos destellos, pulsaciones o eclipses son pistas directas sobre la física interna de las estrellas, su estructura, su rotación y, en ocasiones, sobre interacciones estelares.
Si los cúmulos abiertos ofrecen el contexto, las estrellas variables aportan el detalle minucioso, como si pudiéramos ver tanto la foto de grupo como el retrato individual.
Un hito científico: unir cúmulos abiertos y estrellas variables
Hasta ahora, sin embargo, estas dos aproximaciones —estudiar cúmulos y estudiar variables— se habían abordado por separado, casi siempre analizando un cúmulo cada vez. El resultado: una visión fragmentada, con piezas sueltas de un mosaico mayor.
«Faltaba echar una mirada panorámica que uniera ambas perspectivas», explica Richard I. Anderson, responsable del Standard Candles and Distances Laboratory en la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suíza.
Esa visión global ha llegado gracias a la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA). Este satélite, lanzado en diciembre de 2013 desde el puerto espacial de Kourou en la Guayana Francesa, midió con una precisión sin precedentes las posiciones, los colores y los brillos de más de mil millones de estrellas. Un hito que ha permitido generar el mayor catálogo estelar de la historia.
Análisis de casi 35.000 estrellas variables
Su tercera entrega de datos (Gaia Data Release 3, GDR3) incluyó 9,5 millones de estrellas variables clasificadas de forma homogénea en todo el cielo. Con esa información, Anderson y Emily L. Hunt, investigadora del Instituto Max Planck de Astronomía y de la Universidad de Heidelberg, en Alemania, han hecho algo inédito: combinar masivamente la información de cúmulos abiertos y de estrellas variables.
El equipo analizó casi 35.000 estrellas variables dentro de 1.192 cúmulos abiertos de la Vía Láctea —unos 173.000 miembros en total— situados a menos de 6.500 años luz de distancia. Esa restricción asegura datos fiables en distancia y brillo. El resultado es un mapa a vista de pájaro que muestra, de un solo vistazo, cómo viven, envejecen y mueren las estrellas en su contexto natural.
«Este es un primer paso científico en la forma de analizar juntos grandes conjuntos de cúmulos y variables —destaca Anderson—. Esto crea sinergias porque ambas aproximaciones aportan información complementaria».
Radiografía de un catálogo sin precedentes
Para construir el catálogo, el equipo partió de una lista de cúmulos con edades, distancias y parámetros bien determinados. Luego cruzaron esa base con el inventario de variables de Gaia: desde gigantes pulsantes, como las Cefeidas o las RR Lyrae, hasta binarias eclipsantes, estrellas jóvenes con variabilidad irregular y estrellas similares al Sol con ciclos ligados a manchas estelares.
Cada estrella se situó en el bautizado como diagrama color-magnitud absoluto (CaMD), que es, en esencia, un mapa de la evolución estelar.
Los números son contundentes: una de cada cinco estrellas de los cúmulos analizados muestra variaciones detectables de brillo. Y la variedad depende mucho de la edad. Los cúmulos jóvenes concentran la mayor diversidad de variables: masivas y azules que laten al ritmo de pulsaciones, jóvenes en formación rodeadas de discos, sistemas binarios cerrados… En los cúmulos más viejos, la tónica es distinta: dominan estrellas con ciclos lentos y regulares, similares al Sol.
«Al relacionar el tipo y la cantidad de variables con la edad del cúmulo, hemos encontrado patrones nuevos en el ciclo vital estelar —explica Hunt. Y añade—: Esto nos da un recurso valioso: ciertas variables actúan como marcadores de edad, permitiendo datar cúmulos sin depender de modelos complejos».
En la imagen, RS Puppis, una de las más brillantes estrellas Cefeidas variables de la Vía Láctea. Foto: Hubble Space Telescope
Las huellas de la evolución estelar
El mapa resultante no solo distribuye a las variables según su tipo, sino que traza su evolución:
✅ En las primeras etapas, hasta unos 100 millones de años, conviven pulsantes masivos, estrellas jóvenes y binarias activas.
✅ Pasado ese umbral, los astros masivos han abandonado la secuencia principal, disminuyen las RS Canum Venaticorum —estrellas binarias cercanas cuyas superficies presentan manchas estelares gigantes y alta actividad magnética— y crece el número de estrellas solares activas.
✅ Más adelante, en cúmulos de cientos de millones de años, aparecen gigantes rojas de largo periodo y Cefeidas evolucionadas. Esta son estrellas variables pulsantes en una fase avanzada de su vida, cuya luminosidad y periodo de pulsación están estrechamente relacionados.
En términos técnicos, el trabajo también revela cómo las bandas de inestabilidad del diagrama —regiones donde la estructura estelar favorece las pulsaciones— no están llenas al 100%. Esto significa que hay estrellas en esas zonas que no pulsan y, a la inversa, variables que aparecen fuera. Fenómenos como este, observados también en estudios anteriores de δ Scuti o RR Lyrae, siguen desafiando la teoría estelar. Las primeras se corresponden con estrellas variables pulsantes de tipo A o F, jóvenes o de edad intermedia, que laten con periodos de horas; y las RR Lyrae son estrellas variables pulsantes viejas y pobres en metales.
La rotación como reloj cósmico
Uno de los apartados más atractivos para la comunidad astronómica es el análisis de 3.561 estrellas solares con periodos de rotación medidos por la sonda Gaia. La técnica de la girocronología —estimar la edad a partir del periodo de rotación y el color— se basa en que las estrellas similares al Sol frenan su giro de forma predecible con el tiempo.
Aunque Gaia no tiene la precisión de misiones como la Kepler para escudriñar las rotaciones lentas, sus resultados reproducen bien las tendencias teóricas y, además, cubren edades jóvenes (25-40 millones de años, que son clave para afinar los modelos.
El equipo también examinó un índice de actividad fotométrica, que disminuye con la edad y podría saturarse en los primeros 40 millones de años, quizá debido a la evolución de las manchas estelares. Esto refuerza la idea de que la actividad y la rotación están estrechamente ligadas.
Una herramienta abierta para la comunidad
Conscientes de su potencial, los autores han puesto a disposición pública el catálogo completo, con posiciones, tipos y propiedades de las 35.000 variables analizadas.
Este recurso permitirá, por ejemplo, usar ciertos tipos de variables como crayones estándar, para recalibrar la extinción interestelar en cúmulos; o como relojes cósmicos, para medir edades. La imagen que acompaña al artículo en Astronomy & Astrophysics es, según los autores, el diagrama más limpio hasta la fecha de la distribución de variables en el diagrama color-magnitud absoluto.
«La belleza de Gaia está en que su archivo es inmenso y aún está lleno de descubrimientos por hacer», subraya Hunt. Aunque el satélite fue recientemente desactivado, su fase científica más emocionante apenas acaba de comenzar a caminar: en los próximos años, se publicarán y analizarán los datos acumulados, que cubren casi 2.000 millones de estrellas.
Mirando hacia el futuro: GDR4 y más allá
«Nuestro trabajo es un anticipo de lo que vendrá con las próximas entregas de Gaia, que revolucionarán el estudio de las poblaciones estelares a través de sus variaciones de luz», vaticina Anderson. La cuarta entrega (GDR4) duplicará el tiempo de observación y mejorará la precisión de distancias y movimientos, lo que permitirá detectar más estrellas variables y seguir su evolución con mayor detalle.
El impacto de esta línea de investigación va más allá de la astronomía estelar. Entender cómo evolucionan las estrellas, cómo cambia su química y cómo dispersan material al medio interestelar, es entender también la historia de la materia de la que estamos hechos.
«Estamos hechos de polvo de estrellas —recuerda Anderson—. Comprender la vida de las estrellas y la física que las gobierna es crucial para entender nuestros orígenes y nuestro lugar en el cosmos».
Imagen de Mira, una estrella variable de la constelación de Cetus, obtenida con el telescopio espacial Hubble. Cortesía: NASA/JPL-Caltech / C. Martin (Caltech) / M. Seibert (OCIW)
Un relato coral del universo
El valor de este nuevo mapa estelar radica en su capacidad de contar una historia conjunta: no la biografía de una estrella aislada ni el retrato de un cúmulo concreto, sino la crónica coral de decenas de miles de estrellas a lo largo de todo el ciclo vital. Es, en cierto modo, un atlas del tiempo cósmico, donde cada tipo de variable es una pista y cada cúmulo, una página.
Como resume Anderson, «combinar estas dos visiones —la colectiva y la individual— nos da la oportunidad de reconstruir el guion de la vida estelar con una fidelidad inédita». Y como advierte Hunt, aún hay capítulos por escribir: «Gaia nos está mostrando que la vida de las estrellas es más rica y variada de lo que pensábamos. Y esto es solo el principio».
En los próximos años, con la nave Gaia y futuros observatorios, como el Vera C. Rubin, esa historia será más detallada y abarcará más protagonistas. Entonces, quizá, podamos leer en las estrellas no solo su pasado, sino también algo de nuestro futuro. ▪️
Información facilitada por la Escuela Politécnica Federal de Lausana
Fuente: Richard I. Anderson,⋆Emily L. Hunt. A bird’s eye view of stellar evolution through populations of variable stars in Galactic open clusters. Astronomy and Astrophysics (2025). DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202555111
