Si estos fenómenos son
frecuentes, las estrellas de neutrones y agujeros negros errantes por el
espacio podrían ser muy abundantes.
El astrónomo Rafael Bachiller nos
descubre en esta serie los fenómenos más espectaculares del Cosmos. Temas de
palpitante investigación, aventuras astronómicas y novedades científicas sobre
el Universo analizadas en profundidad.
Astrónomos del Centro de
Astrobiología (INTA-CSIC) han descubierto que un cúmulo joven ha expulsado a
sus estrellas masivas recién formadas. Si estos fenómenos son frecuentes, las
estrellas de neutrones y agujeros negros errantes por el espacio podrían ser
muy abundantes.
PAREIDOLIA
Los astrónomos somos muy dados a
la pareidolia, es decir, a asignar patrones visuales familiares a las formas
aleatorias que observamos en el cielo. Por ejemplo, a las constelaciones del
zodíaco se les asignó formas de animales hace milenios.
De manera similar, las nebulosas
interestelares que se encuentran en nuestra galaxia, con sus formas irregulares
y caprichosas, se asimilan a objetos, seres o animales. Buenos ejemplos son la
Nebulosa Norteamérica y la del Pelícano. Parecen dos grandes nubes, pero
realmente es una única masa de gas brillante con otra nube oscura antepuesta en
su zona central. Siguiendo con la nomenclatura sugerida por la pareidolia
geográfica, diremos que esta gran masa oscura es el Océano Atlántico y el Golfo
de México cósmicos.
Cúmulo de las Bermudas y algunas de sus estrellas fugitivas |
Situadas a 2 600 años luz de distancia en la constelación del Cisne, las nebulosas de Norteamérica y del Pelícano se encuentran entre las regiones de formación de estrellas masivas más cercanas a la Tierra. El gas brillante de estas nubes está constituido esencialmente por hidrógeno que está siendo ionizado por la radiación ultravioleta de grandes estrellas jóvenes de la vecindad. Entre estas, la dominante es un sistema doble, relativamente aislado, que ha venido en denominarse 'estrella de Bajamar' (recordemos que este es nombre original del archipiélago de las Bahamas, frente a Florida). Para rematar la pareidolia, más al norte de esta estrella se encuentra un nutrido grupo de estrellas jóvenes conocido como 'cúmulo de las Bermudas'.
ESTRELLAS EYECTADAS Y FUGITIVAS
Las estrellas no suelen nacer
aisladas. Sobre todo, las más masivas se forman en grandes grupos o cúmulos a
partir de una única nube interestelar de gas polvoriento. Tales asociaciones
pueden tener desde unas decenas a varios millones de estrellas. Por esto,
resultaba muy sorprendente que el sistema binario estelar de Bajamar, uno de
cuyos miembros es muy masivo, pudiese estar fuera de cualquier agrupación
estelar. Sin embargo, un estudio reciente basado en datos del telescopio
espacial Gaia reveló que esta estrella se movía a gran velocidad (unos 25 000
kilómetros por hora) desde la zona central del cúmulo de las Bermudas. Se trata
pues de una de esas estrellas llamadas 'fugitivas', de las que ya se conocen
más de cien repartidas por la Vía Láctea.
Se han estudiado numerosas de
estas estrellas fugitivas y se ha reconocido que muchas de ellas fueron
expulsadas de diferentes cúmulos. Cuando la densidad de estrellas es elevada,
como sucede en las regiones centrales de los cúmulos, resulta probable que la
interacción gravitatoria entre tres o varias de ellas haga que alguna salga
eyectada a gran velocidad convirtiéndose en fugitiva.
Un grupo de astrónomos, liderado
por Jesús Maíz Apellániz del Centro de Astrobiología (INTA-CSIC) acaba de
identificar ahora nuevas estrellas fugitivas eyectadas desde el cúmulo de las
Bermudas. Para ello, los astrónomos buscaron entre los datos obtenidos por Gaia
de la zona que rodea a este cúmulo hasta distancias de 700 años luz. Así han
encontrado nueve sistemas estelares (un total de doce estrellas) que han sido
expulsados a velocidades entre 18 000 y 360 000 kilómetros por hora desde las
regiones centrales del cúmulo. Las trayectorias de las estrellas eyectadas se
muestran como líneas rectas en las imágenes que acompañan a este artículo: los
círculos señalan las posiciones estelares actuales y las estrellas de cinco
puntas las posiciones iniciales calculadas.
Estudiando las velocidades y las trayectorias de estas estrellas fugitivas, los astrónomos concluyen que las expulsiones se produjeron en tres eventos sucesivos hace 1,9, 1,6 y 1,5 millones de años. Concretamente la estrella Bajamar se expulsó, junto con otros cuatro sistemas estelares, en el evento acaecido hace 1,6 millones de años. La estrella que ostenta el récord de velocidad entre todas estas fugitivas es HDE 227 090 que ya ha recorrido 500 años luz desde que salió disparada.
Estrellas fugitivas en torno a la Nebulosas Norteamérica y del Pelícano |
HUÉRFANO
Lo que resulta más sorprendente
de este estudio es que las estrellas expulsadas incluyen a las tres más masivas
formadas en el cúmulo y siete de las nueve más masivas. Hasta ahora se habían
observado expulsiones esporádicas desde cúmulos, pero no se conocía ningún
cúmulo que hubiese expulsado a la mayoría de sus miembros mayores, y en un
plazo tan breve de tiempo (400 000 años es un periodo corto en relación con la
vida de una estrella). Por haber perdido a sus miembros mayores, el equipo de
Maíz Apellániz ha calificado al cúmulo de 'huérfano'.
Aunque este es el único cúmulo
huérfano identificado hasta la fecha, los astrónomos piensan que tales cúmulos
podrían ser abundantes en la Vía Láctea. Sin embargo, el fenómeno ha podido
pasar desapercibido hasta ahora por los pocos datos sobre estrellas fugitivas
disponibles hasta la llegada de Gaia. Además, las estrellas muy masivas viven
poco tiempo como tales; al final de sus vidas explotan para dejar un cadáver de
tipo agujero negro o estrella de neutrones, objetos oscuros y muy difíciles de
detectar.
AGUJEROS NEGROS Y ERRANTES
Al observar un cúmulo de unos 50
millones de años de edad, parece ahora razonable pensar que haya podido perder
a sus estrellas más masivas en el pasado, que estas hayan sido eyectadas y que
hayan explotado a cientos o miles de años luz de distancia del cúmulo y que su
rastro (un agujero negro o una estrella de neutrones) permanezca sin poder ser
observado. De hecho, es tentador especular que haya numerosos agujeros negros y
estrellas de neutrones vagando erráticamente y a gran velocidad por el espacio.
Los autores de este estudio
estiman que el cúmulo de las Bermudas, al eyectar a sus miembros más masivos,
habría podido perder la mitad de su masa inicial. Si bien el cúmulo estuvo
ligado por la interacción gravitatoria al nacer, parece que ahora ya no le
queda suficiente masa como para mantener a sus estrellas agrupadas y, de hecho,
se observa que el cúmulo va disgregándose poco a poco, con sus estrellas
alejándose paulatinamente unas de otras.
En términos más generales, este
estudio abre la posibilidad de que, al observar cúmulos estelares, los miembros
más masivos nos hayan estado pasando desapercibidos. Quizás estemos
subestimando el número de estrellas masivas que se forman en la Vía Láctea por
unidad de tiempo. Este número es importante para reconstruir la historia de
nuestra galaxia y predecir su evolución futura.
El artículo de Maíz Apellániz y
colaboradores, titulado "Escape from the Bermuda cluster: Orphanization by
multiple stellar ejections", está previsto para publicación en un número
próximo de la revista Astronomy & Astrophysics. El manuscrito puede
consultarse ya en este enlace.
Fuente: El Mundo
https://www.elmundo.es/cienciasalud/ciencia/2022/01/16/61dd55e8e4d4d8e3398b45be.html
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