22 de julio de 2010
NASA/ ESA/ O. Gnedin (U. Michigan) & W. Brown (CfA)
Cien millones de años atrás, un sistema triple de estrellas viajaba por el bullicioso centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, cuando dio un mal paso que cambió su vida. El trío vagaba demasiado cerca del agujero negro gigante de la galaxia, que capturó una de las estrellas y arrojó a las otras dos fuera de la Vía Láctea. Agregadas al juego estelar de las sillas musicales, las dos estrellas de salida se fusionaron para formar una estrella azul súper caliente.
Esta historia puede parecer ciencia ficción, pero los astrónomos usando el telescopio espacial Hubble, de la NASA, dicen que es el escenario más probable para una denominada estrella hiperveloz, conocida como HE 0437-5439, una de las más rápidas que se hayan detectado. Ella brilla a través del espacio a una velocidad de 2,5 millones de kilómetros por hora, tres veces más rápido que la velocidad orbital del Sol alrededor del centro de la Vía Láctea. Las observaciones del Hubble confirman que la velocista estelar proviene del núcleo de la Vía Láctea, estableciéndose una cierta confusión sobre el lugar que originalmente se llamó su hogar.
La mayoría de las 16 estrellas hiperveloces conocidas, todas descubiertas a partir del año 2005, se cree que son exiliadas del corazón de nuestra galaxia. Pero este resultado del Hubble es la primera observación directa de la vinculación de una estrella de alto vuelo con su origen en el centro galáctico.
“Utilizando el Hubble, pudimos, por primera vez, remontarnos a donde vino la estrella, midiendo la dirección del movimiento de la estrella en el cielo. Sus puntos de movimiento son directamente desde el centro de la Vía Láctea”, dice el astrónomo Warren Brown, del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsoniano, en Cambridge, Massachusetts, miembro del equipo del Hubble que observó la estrella. “Estas estrellas exiladas son raras en la población de la Vía Láctea de 100 mil millones de estrellas. Por cada 100 millones de estrellas en la galaxia se esconde una estrella hiperveloz.”
Los movimientos de estas estrellas aisladas podrían revelar la forma de la distribución de la materia oscura que rodea a nuestra galaxia. “El estudio de estas estrellas podría proporcionar más pistas sobre la naturaleza de algo de la masa invisible del Universo y podría ayudar, a los astrónomos, a entender mejor cómo se forman las galaxias”, dice el jefe del equipo, Oleg Gnedin, de la Universidad de Michigan, en Ann Arbor. “La atracción gravitatoria de la materia oscura se mide por la forma de la trayectoria de las estrellas hiperveloces de la Vía Láctea”.
El marginado estelar ya está de crucero en las afueras de la Vía Láctea, por encima del disco de la galaxia, a alrededor de 200.000 años luz del centro. En comparación, el diámetro del disco de la Vía Láctea es de unos 100.000 años luz. Utilizando el Hubble para medir la dirección de movimiento de la estrella fugitiva y determinar el núcleo de la Vía Láctea como punto de partida, Brown y su equipo de Gnedin calculan que la velocidad de la estrella tuvo que haber sido expulsada para llegar a su ubicación actual.
“La estrella se desplaza a una velocidad absurda, el doble de la que la estrella necesita para poder escapar del campo gravitatorio de la galaxia”, explica Brown, un cazador de estrellas hiper-veloces que encontró la primera estrella aislada en 2005. “No hay estrella que se desplace tan rápido en circunstancias normales, algo raro tiene que suceder”.
Hay otro enredo en esta historia. Basándose en la velocidad y la posición de HE 0437-5439, tendría que hacer 100 millones de años que la estrella ha viajado desde el núcleo de la Vía Láctea. Sin embargo, su masa – nueve veces la del Sol – y su color azul significan que debería haberse quemado completamente en sólo 20 millones de años – lapso mucho más corto que el tiempo de tránsito que demoró en llegar a su ubicación actual.
La explicación más probable para el color azul de la estrella y la velocidad extrema es que fue parte de un sistema triple de estrellas que participó en un juego de billar gravitacional con el monstruoso agujero negro de la galaxia. Este concepto para explicar la velocidad de escape impartida a las estrellas fue propuesto, por primera vez, en 1988. La teoría predice que el agujero negro de la Vía Láctea debería expulsar una estrella cada 100.000 años.
Brown sugiere que el sistema triple contenía un par de estrellas orbitando muy próximas entre sí y un tercer miembro, más externo, también gravitacionalmente ligado al grupo. El agujero negro capturó a la estrella exterior separándola del sistema binario cerrado. El momento angular de la estrella capturada se transfirió a la pareja estelar, impulsando al dúo a la velocidad de escape de la galaxia. A medida que la pareja se fue apartando del lugar de origen, continuó con la evolución estelar normal. La compañera más masiva evolucionó más rápidamente, hinchándose hasta convertirse en una gigante roja. Envolvió a su compañera, y las dos estrellas se fusionaron en una sola estrella: una rezagada azul.
“Si bien la historia de las rezagadas azules puede parecer extraña, se las ve en la Vía Láctea, y la mayoría de las estrellas están en sistemas múltiples”, dice Brown.
Esta estrella vagabunda ha intrigado a los astrónomos desde su descubrimiento, en 2005, por el Relevamiento del Cielo Hamburgo / ESO. Los astrónomos han propuesto dos posibilidades para resolver el problema de la edad. O bien la estrella se sumergió en la “Fuente de la Juventud” convirtiéndose en una rezagada azul, o bien ha sido lanzada fuera de la Nube Mayor de Magallanes, una galaxia vecina.
En 2008, un equipo de astrónomos pensó que había resuelto el misterio. Ellos encontraron una coincidencia entre la composición química de estrellas exiliadas y las características de las estrellas en la Nube Mayor de Magallanes. La posición de la estrella bizarra también está cerca de la galaxia vecina, a sólo 65.000 años luz de distancia. El nuevo resultado del Hubble instala el debate sobre el lugar de nacimiento de la estrella.
Los astrónomos usaron la visión aguda de la Cámara Avanzada para Relevamientos ACS para hacer dos observaciones separadas de la caprichosa estrella con 3 años y medio de diferencia. El miembro del equipo Jay Anderson, del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI), en Baltimore, Maryland, desarrolló una técnica para medir la posición de la estrella en relación a 11 galaxias lejanas, que forman un marco de referencia.
El equipo está tratando de determinar los hogares natales de otras cuatro estrellas aisladas, todas ellas situadas en la periferia de la Vía Láctea.
“Estamos apuntando a estrellas B masivas, como HE 0437-5439″, dice Brown, que ha descubierto 14 de las 16 estrellas hiperveloces conocidas. “Estas estrellas no vivieron lo suficiente como para llegar a las afueras de la Vía Láctea, por lo que no deberíamos esperar encontrarlas allí. La densidad de estrellas en la región externa es mucho menor que en el núcleo, así que tenemos una mejor oportunidad de encontrar estos objetos inusuales”.
Los resultados han sido aceptados para su publicación en el Astrophysical Journal Letters. Brown es el autor principal del artículo.
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Etiquetas: estrellas, rezagadas azules
