Una nueva investigación sugiere que las estrellas de hipervelocidad se han fugado de otra galaxia.
Impresión del artista de las estrellas fugitivas. Crédito de la imagen: Amanda Smith
Por Marina Koren, para The Atlantic Julio 05 de 2017
En 2005, los astrónomos descubrieron una estrella diferente a cualquier otra en la Vía Láctea. La mayoría de los miles de millones de estrellas de la galaxia, incluyendo nuestro sol, viajan a una velocidad promedio de 800.000 kilómetros, o 500.000 millas por hora. Pero.. y esta estrella? Se estaba moviendo tres veces más rápido que eso, hendiendo el espacio a 2,5 millones de kilómetros, o 1,6 millones de millas por hora.
Desde entonces, los astrónomos han descubierto alrededor de 20 de estas estrellas de rápido movimiento, conocidas como estrellas de hipervelocidad. También han estado tratando de determinar su origen. La teoría principal viene de un artículo de 1988 que predijo la existencia de estrellas de hipervelocidad, años antes de que se observaran por primera vez. Sugiere que una estrella de hipervelocidad comienza como la mitad de un sistema de estrellas binarias que se acerca demasiado al agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. El agujero negro captura una estrella, tirando de ella en una órbita apretada, y empuja lejos el otro, lanzándolo a través de la galaxia a velocidades enormes (como una honda.
Pero Douglas Boubert, un Ph.D. Estudiante en el Instituto de Astronomía en Cambridge, no se basa en esta teoría. "Se convirtió en la mejor explicación porque era la única explicación para estas estrellas", dice Boubert.
Boubert y sus colegas ofrecen otra explicación, publicada el martes en los Avisos Mensuales de la Real Sociedad de Astronomía, basado en observaciones de telescopio y simulaciones por computadora. Las estrellas de hipervelocidad de la Vía Láctea, dice, no se originaron en la misma Vía Láctea en absoluto. Son, en cambio, fugitivos de una galaxia más pequeña orbitando nuestra propia galaxia llamada Nube Grande de Magallánes. Cada estrella con hipervelocidad era parte de un sistema binario en esta galaxia enana hasta que su gemelo explotó. La fuerza de la supernova expulsó a la estrella sobreviviente a velocidades tan grandes que fue capaz de escapar de la atracción gravitatoria de la galaxia enana y finalmente encontrar una nueva casa en la nuestra.
Los astrónomos han observado previamente este proceso —la ruptura de los sistemas binarios debido a las supernovas— en la Vía Láctea, pero no ha producido el tipo de estrellas de hipervelocidad que viajan millones de kilómetros por hora.
Esta historia del origen es menos extrema, dice Boubert. "No estás hablando del agujero negro en el centro de la Vía Láctea, el objeto más grande de nuestra galaxia, y de ponerla en catapultas de estrellas a miles de kilómetros por segundo", dijo. "Estás hablando de un proceso bien documentado, que está garantizado para que suceda, y simplemente ponerlo en una galaxia diferente".
Boubert dice que ayuda a explicar la posición de esta hipervelocidad en el cielo. La mayoría de las 20 estrellas de hipervelocidad conocidas se agrupan en dos constelaciones, Leo y Sextans. La teoría del agujero negro "no puede explicar por qué sólo vemos las estrellas en una parte del cielo, porque se espera que ese mecanismo particular, si está en el centro de la Vía Láctea, se expulse en todas las direcciones igualmente", dice.
Boubert llegó a su teoría en abril del año pasado, cuando estaba leyendo un trabajo de investigación que mencionaba que la Gran Nube Magallánica orbita alrededor de la Vía Láctea a 400 kilómetros por segundo, o alrededor de 1,4 millones de kilómetros por hora. "Puse dos y dos juntos y me di cuenta de que si pudieras expulsar una estrella de esta galaxia enana, esta sería muy rápida", dijo. La estrella, que ya se movía a gran velocidad porque la supernova la expulsaba, obtendría otro impulso de la galaxia que se mueve rápidamente. Imagínese poner una estrella en un cañón, y luego poner ese cañón en un tren en movimiento, dice Boubert.
Boubert y sus colegas usaron datos de la Sloan Digital Sky Survey, que ha observado millones de objetos cósmicos en más de un tercio del cielo nocturno. Tomaron lo que sabían, como la tasa de formación de estrellas en la Gran Nube de Magallanes y la prevalencia de sistemas binarios de estrellas, e ingresaron la información en modelos informáticos que simularon la evolución de la nube durante 2 mil millones de años. Las simulaciones mostraron cuántos sistemas binarios podrían sufrir supernovas y expulsar estrellas fugitivas que podrían terminar en la Vía Láctea.
Boubert dice que su investigación predice que puede haber muchas más estrellas fugaces, de hipervelocidad en la Vía Láctea, hasta 10.000, escondiéndose fuera de la vista de los telescopios. Las estrellas están viajando tan rápido que es probable que se escape de nuevo en unos pocos cientos de millones de años y tal vez, algún día, se convierten en parte de otra galaxia. Al igual que sus gemelos, las estrellas de hipervelocidad pueden explotar también, dejando atrás núcleos densos llamados estrellas de neutrones o agujeros negros que engullen la materia. Algunos fugitivos que dejaron la Gran Nube Magallánica como estrellas pueden haber llegado dentro de la galaxia de la Vía Láctea como estrellas de neutrones o agujeros negros.
Boubert sospecha que esta teoría se encontrará con cierto escepticismo después de una década de investigación basada en el supuesto principal. Espera que la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea proporcione más datos con los que trabajar cuando publique sus primeras observaciones el próximo año. La nave espacial, lanzada en 2013, está monitoreando y midiendo la posición y velocidades de alrededor de mil millones de estrellas en la Vía Láctea.
Hasta entonces, las estrellas con hipervelocidad son un buen recordatorio de los extremos encontrados en el universo. "Lo más rápido que normalmente se ve en un día es un coche, y que está viajando a 70 kilómetros por hora", dijo Boubert. "Eso es pequeño en términos de la inmensidad y la escala de las cosas que están sucediendo en el cielo."
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Impresión del artista de las estrellas fugitivas. Crédito de la imagen: Amanda Smith
Por Marina Koren, para The Atlantic Julio 05 de 2017
En 2005, los astrónomos descubrieron una estrella diferente a cualquier otra en la Vía Láctea. La mayoría de los miles de millones de estrellas de la galaxia, incluyendo nuestro sol, viajan a una velocidad promedio de 800.000 kilómetros, o 500.000 millas por hora. Pero.. y esta estrella? Se estaba moviendo tres veces más rápido que eso, hendiendo el espacio a 2,5 millones de kilómetros, o 1,6 millones de millas por hora.
Desde entonces, los astrónomos han descubierto alrededor de 20 de estas estrellas de rápido movimiento, conocidas como estrellas de hipervelocidad. También han estado tratando de determinar su origen. La teoría principal viene de un artículo de 1988 que predijo la existencia de estrellas de hipervelocidad, años antes de que se observaran por primera vez. Sugiere que una estrella de hipervelocidad comienza como la mitad de un sistema de estrellas binarias que se acerca demasiado al agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. El agujero negro captura una estrella, tirando de ella en una órbita apretada, y empuja lejos el otro, lanzándolo a través de la galaxia a velocidades enormes (como una honda.
Pero Douglas Boubert, un Ph.D. Estudiante en el Instituto de Astronomía en Cambridge, no se basa en esta teoría. "Se convirtió en la mejor explicación porque era la única explicación para estas estrellas", dice Boubert.
Boubert y sus colegas ofrecen otra explicación, publicada el martes en los Avisos Mensuales de la Real Sociedad de Astronomía, basado en observaciones de telescopio y simulaciones por computadora. Las estrellas de hipervelocidad de la Vía Láctea, dice, no se originaron en la misma Vía Láctea en absoluto. Son, en cambio, fugitivos de una galaxia más pequeña orbitando nuestra propia galaxia llamada Nube Grande de Magallánes. Cada estrella con hipervelocidad era parte de un sistema binario en esta galaxia enana hasta que su gemelo explotó. La fuerza de la supernova expulsó a la estrella sobreviviente a velocidades tan grandes que fue capaz de escapar de la atracción gravitatoria de la galaxia enana y finalmente encontrar una nueva casa en la nuestra.
Los astrónomos han observado previamente este proceso —la ruptura de los sistemas binarios debido a las supernovas— en la Vía Láctea, pero no ha producido el tipo de estrellas de hipervelocidad que viajan millones de kilómetros por hora.
Esta historia del origen es menos extrema, dice Boubert. "No estás hablando del agujero negro en el centro de la Vía Láctea, el objeto más grande de nuestra galaxia, y de ponerla en catapultas de estrellas a miles de kilómetros por segundo", dijo. "Estás hablando de un proceso bien documentado, que está garantizado para que suceda, y simplemente ponerlo en una galaxia diferente".
Boubert dice que ayuda a explicar la posición de esta hipervelocidad en el cielo. La mayoría de las 20 estrellas de hipervelocidad conocidas se agrupan en dos constelaciones, Leo y Sextans. La teoría del agujero negro "no puede explicar por qué sólo vemos las estrellas en una parte del cielo, porque se espera que ese mecanismo particular, si está en el centro de la Vía Láctea, se expulse en todas las direcciones igualmente", dice.
Boubert llegó a su teoría en abril del año pasado, cuando estaba leyendo un trabajo de investigación que mencionaba que la Gran Nube Magallánica orbita alrededor de la Vía Láctea a 400 kilómetros por segundo, o alrededor de 1,4 millones de kilómetros por hora. "Puse dos y dos juntos y me di cuenta de que si pudieras expulsar una estrella de esta galaxia enana, esta sería muy rápida", dijo. La estrella, que ya se movía a gran velocidad porque la supernova la expulsaba, obtendría otro impulso de la galaxia que se mueve rápidamente. Imagínese poner una estrella en un cañón, y luego poner ese cañón en un tren en movimiento, dice Boubert.
Boubert y sus colegas usaron datos de la Sloan Digital Sky Survey, que ha observado millones de objetos cósmicos en más de un tercio del cielo nocturno. Tomaron lo que sabían, como la tasa de formación de estrellas en la Gran Nube de Magallanes y la prevalencia de sistemas binarios de estrellas, e ingresaron la información en modelos informáticos que simularon la evolución de la nube durante 2 mil millones de años. Las simulaciones mostraron cuántos sistemas binarios podrían sufrir supernovas y expulsar estrellas fugitivas que podrían terminar en la Vía Láctea.
Boubert dice que su investigación predice que puede haber muchas más estrellas fugaces, de hipervelocidad en la Vía Láctea, hasta 10.000, escondiéndose fuera de la vista de los telescopios. Las estrellas están viajando tan rápido que es probable que se escape de nuevo en unos pocos cientos de millones de años y tal vez, algún día, se convierten en parte de otra galaxia. Al igual que sus gemelos, las estrellas de hipervelocidad pueden explotar también, dejando atrás núcleos densos llamados estrellas de neutrones o agujeros negros que engullen la materia. Algunos fugitivos que dejaron la Gran Nube Magallánica como estrellas pueden haber llegado dentro de la galaxia de la Vía Láctea como estrellas de neutrones o agujeros negros.
Boubert sospecha que esta teoría se encontrará con cierto escepticismo después de una década de investigación basada en el supuesto principal. Espera que la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea proporcione más datos con los que trabajar cuando publique sus primeras observaciones el próximo año. La nave espacial, lanzada en 2013, está monitoreando y midiendo la posición y velocidades de alrededor de mil millones de estrellas en la Vía Láctea.
Hasta entonces, las estrellas con hipervelocidad son un buen recordatorio de los extremos encontrados en el universo. "Lo más rápido que normalmente se ve en un día es un coche, y que está viajando a 70 kilómetros por hora", dijo Boubert. "Eso es pequeño en términos de la inmensidad y la escala de las cosas que están sucediendo en el cielo."
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