LA ESTRELLA MAS PESADA DE LA GALAXIA
(27 - 29 Marzo, 2005 HAST/NASA - CA) A diferencia de los animales, las estrellas comienzan su existencia con el mayor peso que alcanzarán a lo largo de su historia. También, las estrellas pueden tener entre sí abismantes diferencias en sus pesos, van desde una décima de la masa del Sol hasta más de cien veces el tamaño de nuestra estrella (2x1030 kg). Los astrónomos, sin embargo, a pesar que lo han visto casi todo en materia de estrellas todavía discuten cual puede ser el límite que puede tener una estrella al momento de su nacimiento y durante su existencia.
Utilizando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, un grupo de astrónomos, se han acercado a delimitar el peso máximo para una estrella al momento de su formación- Para ello estudiaron el cúmulo estelar más denso de nuestra Galaxia, el cúmulo de Arches, determinando que no puede formarse estrellas con más de 150 veces la masa de nuestro Sol
Arriba: Imágenes del Cúmulo Arches, la de la derecha está tomada por el Hubble.
El descubrimiento lleva a los astrónomos más cerca de su comprensión de los complejos procesos de la formación estelar y parece confirmar la idea que las estrellas tienen un peso límite. Conociendo el límite superior para la formación de las estrellas, se pueden obtener pistas sobre cómo se forman los objetos más importantes del Universo: las estrellas.
Las estrellas gigantes tienen un papel protagónico, en sus interiores se fabrican muchos de los elementos pesados más comunes del Universo, que a su vez serán la materia prima para la formación de nuevas estrellas y planetas. Estas grandes estrellas podrían ser la fuente de las titánicas explosiones de rayos gama, que bañan las galaxias con su radiación.
EN EL CENTRO DE LA GALAXIA
El Cúmulo de Arches, es un apretado grupo de estrellas ubicado a sólo 100 años luz del centro de nuestra Galaxia que tiene un brillo superior a todos los demás cúmulos estelares conocidos de la Vía Láctea. Tiene una masa equivalente a 10 mil soles y es 10 veces más masivo que los cúmulos jóvenes, repartidos en el disco de la Galaxia, como el cúmulo de Orión. Si nuestra vecindad estelar tuviese una densidad estelar similar, habrían 100 mil estrellas en el espacio que queda entra nuestro Sol y la estrella más cercana, Alfa Centauro, ubicada a 4,3 años luz de distancia.
En observaciones recientes se ha establecido que sólo una entre diez millones de estrellas en la Galaxia es tan brillante como las estrellas del cúmulo de Arches, donde al menos una docena de sus estrellas tienen cerca de 100 veces la masa de nuestro Sol.
Esto significaría que es posible que en las condiciones extremas que encontramos en el dinámico y caliente eje de nuestra Galaxia, se favorezca la formación de estrellas masivas.
Por la observación directa, realizada con instrumentos capaces de penetrar las nubes de polvo de los brazos de la Galaxia, y por lo que vemos en otras galaxias semejantes a nuestra Galaxia (se escribe Galaxia con mayúscula cuando hablamos de nuestra galaxia), sabemos que el bulto de la Galaxia (se llama bulto (bulge) a la protuberancia central de las galaxias espirales) está formado mayoritariamente por una inmensa cantidad de estrellas antiguas de baja metalicidad y color rojizo, llamadas de Población II. El bulto tiene la forma de una esfera achatada, donde el polvo y los gases son escasos.
Alrededor del ecuador del bulto galáctico se extiende un gigantesco disco de estrellas, gases y polvo, donde circulan ondas en espiral que desatan la formación de estrellas; es allí a unos 27 mil años luz de su centro se formó nuestro Sol. En este disco las estrellas se forman y destruyen en una tasa mayor que en el Corazón, con lo que estas alcanzan una mayor metalicidad y se les ha clasificado como de Población I.
Sin embargo a medida que nos acercamos al centro del bulto, la densidad de las estrellas va aumentando y aparecen indicios de gases y zonas de formación estelar. En la zona del cúmulo en estudio la agitación es enorme, ya que los objetos en esta zona giran a gran velocidad alrededor del eje central, donde se supone existe un gigantesco agujero negro, al que se precipitan estrellas y materia.
En el caso de la galaxia Andrómeda, vecina a la nuestra, al centro del bulto existe una zona llamada el Núcleo Central con un tamaño de unos 15 años luz de diámetro que es más brillante que todo el resto de sus 130 mil años luz de diámetro (Hartmann 1992). ¿Existe en nuestra galaxia una zona similar? No podemos saberlo a ciencia cierta, ya que las nubes de polvo y gases del disco nos obstruyen la vista, sin embargo por estudios realizados con telescopios sensibles a la luz infrarroja, radio, rayos X y Gama, sabemos que allí la actividad es intensa.
El cúmulo de Arshes, y su vecino el cúmulo Quintuplete, deben de haberse formado cuando dos nubes gigantes, de hidrógeno molecular y polvo chocaron de frente, precipitando la formación de miles de estrellas. Sin embargo las altas temperaturas interestelares, poderosos campos magnéticos y las turbulencias dentro del gas interstellar puede haber inhibido la reunión de formación de bolsones pequeños de hidrógeno capaces de crear muchas estrellas menores en masa que nuestro Sol.
Los cúmulos estelares Arshes y Quintuplete, tienen 2 y 4 millones de años respectivamente. El mayor está más disperse y tiene estrellas que están a punto de estallar como supernovas, como la estrella de La Pistola. Ambos cúmulos están destinados a ser destruidos en unos pocos millones de años por las fuerzas gravitacionales del centro de la Galaxia. Mientras tanto, en el corto tiempo que existan, brillarán más que ningún otro cúmulos estelar de la Galaxia.
ESTRELLAS GIGANTES
"A pesar que este extraordinario cúmulo estelar contiene una rica colección de las estrellas más masivas de la Galaxia, no encontramos estrellas mayores que 150 veces la masa de nuestro Sol", dice el astrónomo Donald F. Figer del Space Telescope Science Institute de Baltimore, Md. "Las teorías predicen que mientras más masivo sea el cúmulo, encontraremos allí estrellas más masivas. Hemos observado a los cúmulos más masivos y descubrimos que hay un límite muy nítido en el tamaño que pueden adquirir las estrellas”.
"Las teorías estándar de formación estelar predicen que en el cúmulo Arches debiéramos encontrar entre 20 y 30 estrellas con masas entre las 130 y las 1,000 masas solares. Pero no encontramos ninguna. Si hubiesen existido las habríamos visto. Si las predicciones indicaran que se formarían una o dos, y no viéramos ninguna, entonces podrían argüir que nuestros resultados podrían deberse a errores estadísticos".
Los descubrimientos de Figer coinciden con los realizados con la observaciones de cúmulos menores de nuestra Galaxia y con las realizadas en el cúmulo estelar masivo R136, ubicado en la galaxia vecina Gran Nube de Magallanes, donde no se encontraron estrellas mayores que 150 masas solares.
Figer llama a la cautela, pues esto no descarta la existencia de estrellas mayores que las 150 masas solares. Tales estrellas, si existen, pueden haber Ganado peso uniéndose a otra estrella masiva. Un ejemplo es la estrella de La Pistola, con entre 150 y 250 masas solares, ubicada cerca del eje galáctico. Aunque podría tratarse de una estrella doble, con estrellas tan cercanas que no pueden resolverse ni siquiera utilizando el Telescopio Espacial Hubble.
DESDE PARANAL, CHILE, DETERMINAN LA EDAD DE LA VÍA LÁCTEA
(18 Agosto, 2004 / ESO - CA) Utilizando el espectrómetro UVES del Telescopio VLT del Observatorio de Cerro Paranal en Chile, un grupo internacional de astrónomos ha logrado escudriñar en la historia de la Vía Láctea.
Se trata de la primera medición jamás realizada del contenido de berilio en dos estrellas del cúmulo globular, NGC 6397 - "llevando la tecnología astronómica al límite" según ha declarado el Observatorio Europeo Austral. Esto ha hecho posible estudiar las épocas más tempranas de la formación de las primeras estrellas en la Vía Láctea y en el cúmulo estelar mencionado. Este intervalo de tiempo ha sido de entre 200 a 300 millones de años.
La edad de las estrellas del NGC 6397, determinada por los modelos actuales de evolución estelar es de 13.400 ± 800 millones de años. Sumando ambos intervalos, se ha determinado que la edad de la Vía Láctea es de 13.600 ± 800 millones de años.
La edad actual del Universo, deducida de las mediciones del Fondo Cósmico de Microondas, es de 13.700 millones de años. Por lo que esta observación indica que la primera generación de estrellas de nuestra Galaxia se formó tras el final de la "Edad Oscura" que siguió al Big Bang, y que duró unos 200 millones de años.
Imagen arriba: El NGC 6397 ubicado a unos 7.200 años luz de distancia en la constelación del Ara. Ha pasado por un proceso de “colapso interior” y su centro es muy denso. Contiene cerca de 400.000 estrellas y debe tener unos 13.400 ± 800 millones de años.
LA EDAD DE LAS ESTRELLAS
La astrofísica moderna es capaz de medir la edad de ciertas estrellas analizando el contenido de los elementos que se encuentran en su superficie, la presencia de elementos pesados revela que la estrella es joven, es decir que pertenece a una generación de estrellas reciente, formada luego que esos elementos se han formado en estrellas de generaciones anteriores y luego contaminado las nubes de gases que dieron origen a la estrella estudiada.
De esta forma se ha podido determinar que hay estrellas que se han formado hace sólo algunos millones de años atrás, como las de la Nébula de Orión. En el caso de nuestro Sol y su sistema planetario, sabemos que se formó hace 4.500 millones de años
Las estrellas más antiguas que se conocen se encuentran en los cúmulos globulares, misteriosas formaciones de estrellas con forma esférica, nacidas al mismo tiempo de la misma nube de gases. Es posible conocer la edad de estos cúmulos, que orbitan por centenares alrededor de las galaxias espirales como la Vía Láctea. Se ha descubierto que los más antiguos tienen más de 13.000 millones de años.
A pesar de su extremada antigüedad, sabemos que debe haber habido una generación anterior de estrellas, ya que se encuentran en ellos ciertos elementos químicos que deben haberse formado en una generación anterior de estrellas masivas que estalló como supernova, luego de una vida corta y energética. Este material fue depositado en las nubes donde se formaron las generaciones posteriores de estrellas.
Hasta ahora no había sido posible encontrar estrellas de la primera generación, y que aun estuviesen brillando, por lo que no sabemos cuando esas estrellas se formaron. De todas formas sabemos que la Vía Láctea debe ser más antigua que las estrellas más antiguas de los cúmulos globulares.
¿Pero cuanto más antiguos?
Los astrónomos del Observatorio Europeo Austral utilizaron a uno de los elementos más livianos de la naturaleza para esta búsqueda de estrellas antiguas: El "berilio", que además tiene un isótopo muy estable: el berilio 9, consistente en 4 protones y cinco neutrones. Sólo el hidrógeno, el helio y el litio son más livianos, pero mientras estos tres elementos se produjeron durante el Big Bang y los demás elementos en el interior de las estrellas formadas con posterioridad, el Berilio 9 sólo puede ser producido por la descomposición de núcleos pesados originados en supernovas, también llamados “Rayos Cósmicos Galácticos”, al chocar con partículas del medio interestelar.
Este elemento, que va a engrosar los elementos de las nubes interstelares donde se forman las estrellas, puede ser usado como reloj cósmico. Mientras más berilio 9 tiene, la estrella es más reciente, por lo que las estrellas antiguas debieran contener cantidades reducidas de este elemento.
Esto fue lo que se midió en uno de los cúmulos globulares más cercanos, el NGC 6397 ubicado a sólo 7.200 años luz de distancia, utilizando el espectroscopio más moderno da Paranal, el UVES, para determinar la edad de la Vía Láctea.
NGC 4676: CHOQUE DE RATONES
(12 de Junio, 2004) Estas dos enormes galaxias se están destruyendo mutuamente. Conocidas como Los Ratones por sus largas colas, cada una de estas dos galaxias espirales han pasado una entre la otra. Y posiblemente vuelvan a cruzarse una y otra vez hasta que se unan definitivamente. Las colas son creadas por la diferencia relativa entre glos tirones gravitacionales entre los lados cercanos y lejanos de cada galaxia.
Debido a que las distancias son tan grandes, la interacción cósmica ocurre en cámara lenta - a lo largo de millones de años. El conjunto NGC 4676 está a unos 300 millones de años luz de distancia en la dirección de la constelación de Coma Berenice y deben ser miembros del Cúmulo de Galaxias de Coma. La imagen de arriba fue tomada por la Cámara para Investigaciones Avanzadas del Telescopio Espacial Hubble de la NASA que es más sesible y cubre un área mayor que las cámaras anteriores del Hubble.
Debido a la alta sensibilidad, la cámara ha fotografiado casualmente varias galaxias más lejanas que se reparten en el cuadro.
Credito: ACS Science & Engineering Team, NASA
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El autor y responsable de estas páginas
es el escritor científico Jorge Ianiszewski R.
Derechos Reservados, 2004
Actualización: ¡¡PERMANENTE!!
Las galaxias Antenas reciben su nombre por los largos brazos que se extienden como antenas saliendo de sus núcleos en colisión y que se aprecian en las imágenes con tiempo tomadas por telescopios ubicados en la superficie. Estos brazos fueron producidos por las mareas gravitacionales durante el encuentro que comenzó a desarrollarse hace unos 500 millones de años, y ofrecen pistas de lo que podría pasar con nuestra galaxia cuando colisione con la vecina Andrómeda, como se espera que suceda en varios miles de millones de años.
El estudio de los "súper cúmulos estelares" formados en el encuentro de los núcleos de estas galaxias ha permitido dar una explicación sobre el origen de uno de los objetos más misteriosos del firmamento: los "cúmulos globulares".
(17 Octubre, 2006 HST - CA) La distancia y la expansión del Universo atentan contra las ganas de observar todo el Cosmos de los astrónomos. Mientras más lejos se encuentra un objeto más rápido se aleja de nosotros y menos visible se hace, ya que la velocidad del alejamiento produce, por el efecto Doppler, el alargamiento de las ondas luminosas desplazándolas hacia el infrarrojo, una zona del espectro luminoso que no podemos ver, salvo con instrumentos especiales.
(12 Junio, 2006 ESA) Un equipo internacional de científicos utilizando el observatorio de Rayos X orbital XMM-Newton de la ESA, ha identificado una masa de gas caliente de tres millones de años luz de extensión, moviéndose a una velocidad de 750 kilómetros por segundo en un lejano cúmulo de galaxias.
Imagen: El cúmulo galáctico Abell 3266 está localizado a 250 millones de años luz de la Tierra. Es uno de los cúmulos galácticos más poblados del universo cercano. Los cúmulos galácticos contienen principalmente galaxias elípticas rojizas como se ve en esta imagen de la región central de Abell 3266. Estas galaxias están formadas por viejas estrellas nacidas casi en el origen de los tiempos, hace más de 13 mil millones de años.
