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.

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.

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:https://www.elmundo.es/ciencia-y-salud/ciencia/2022/01/16/61dd55e8e4d4d8e3398b45be.html