Un estudio descubre decenas de estrellas fugitivas en el cúmulo estelar joven R136

• Aquesta descoberta amplia fins a deu vegades el nombre d’estrelles massives fugitives que s’havien identificat fins ara en aquesta regió del cosmos, a uns 160.000 anys llum
• L’estudi és una nova contribució de la missió Gaia de l’Agència Espacial Europea, i s’ha publicat a Nature
• Mark Gieles, investigador de l’IEEC a l’Institut de Ciències del Cosmos (ICCUB), té un rol destacat en aquesta recerca

Un equipo científico internacional ha descubierto cincuenta y cinco estrellas de alta velocidad expulsadas desde el cúmulo estelar joven R136, situado en la Gran Nube de Magallanes —una galaxia satélite de la Vía Láctea—, a unos 160.000 años luz. Este hallazgo aumenta hasta diez veces el número de estrellas fugitivas conocidas en esta región del cosmos y es una nueva contribución científica del telescopio Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA), que tiene por objetivo identificar las posiciones, distancias y velocidades de más de mil millones de estrellas en nuestra galaxia. El estudio se ha publicado en la revista Nature.

Las estrellas fugitivas lanzadas desde el cúmulo joven R136 —más allá de la Luna, a una distancia de 1,5 millones de kilómetros de la Tierra— se han identificado en unas distancias extremadamente lejanas para la misión Gaia, el proyecto más ambicioso de la ESA para detallar la cartografía estelar de nuestra galaxia. Desde sus inicios, participan en el proyecto Gaia astrónomos de equipos del Departamento de Física Cuántica y Astrofísica de la Universidad de Barcelona, del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB) y del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).

En la nueva investigación, liderada por expertos de la Universidad de Ámsterdam, la Universidad de Leiden y la Universidad Radboud (Países Bajos), tiene una participación destacada Mark Gieles, investigador del IEEC en el ICCUB y profesor ICREA de la Facultad de Física de la UB. También firman el trabajo astrónomos del Real Observatorio de Bélgica (Bélgica), la Universidad de Tel-Aviv (Israel), el Instituto Nacional de Investigación Espacial de los Países Bajos (Países Bajos) y la Universidad de Ginebra (Suiza).

Esta es la primera vez que se detecta un número tan elevado de estrellas de alta velocidad que provienen de un solo cúmulo. En concreto, el R136 es un cúmulo de características particulares, contiene cientos de miles de estrellas, incluidas las estrellas más masivas conocidas (hasta trescientas veces la masa del Sol), y forma parte de la región de formación estelar mayor conocida hasta ahora en un radio de cinco millones de años luz.

Estrellas que escapan a altas velocidades en la Gran Nube de Magallanes

Cuando se forman cúmulos estelares, las colisiones entre cúmulos de estrellas más pequeños que se mueven pueden provocar la expulsión de estrellas del joven cúmulo. El equipo científico, que dirige Mitchel Stoop, estudiante de doctorado de la Universidad de Ámsterdam, ha descubierto que el cúmulo joven R136 ha lanzado hacia el exterior hasta un tercio de sus estrellas más masivas en los últimos millones de años, a velocidades superiores a 100.000 km/h. Estas estrellas viajan hasta 1000 años luz desde su lugar de nacimiento antes de explotar como supernovas al final de la vida estelar y dar origen a una estrella de neutrones o un agujero negro.

Otro resultado sorprendente del estudio indica que no hubo un único período en el que las estrellas fueron expulsadas dinámicamente, sino dos. Según Scoop, «el primer episodio fue hace 1,8 millones de años, cuando se formó el cúmulo, y encaja con la expulsión de estrellas durante la formación del cúmulo». «El segundo episodio fue hace solo 200.000 años y tenía características muy distintas. Por ejemplo, las estrellas fugitivas de este segundo período se movían más lentamente y no salían disparadas en direcciones aleatorias como en el primer episodio, sino en una preferida», explica el experto.

Gieles afirma que «suceden muchas cosas en poco tiempo durante la formación de cúmulos estelares masivos y las imágenes solo proporcionan una instantánea». Y añade que «estas nuevas observaciones del movimiento de las estrellas que escapan son como un “espejo retrovisor”, que nos ofrece una visión sin precedentes de lo ocurrido antes».

Cabe recordar que el astrónomo holandés Adriaan Blaauw (1914-2010) identificó los primeros indicios de la existencia de estrellas fugitivas, es decir, estrellas que se mueven a gran velocidad por la galaxia de la Vía Láctea. Con este descubrimiento, Blaauw abría uno de los capítulos más emocionantes y sorprendentes de la investigación en astronomía y cosmología que ha ido desvelando sus incógnitas gracias a una primera misión de la ESA —llamada Hipparcos— y que actualmente sigue dando sus frutos con el telescopio Gaia.

Nota de prensa elaborada en colaboración con el Instituto de Ciencias del Cosmos.

Más información

Esta investigación se presenta en un artículo titulado «Two waves of massive stars running away from the young cluster R136», de Stoop, Mitchell; de Koter, Alex. et al., que aparecerá en la revista Nature el 9 de octubre de 2024. DOI: 10.1038/s41586-024-08013-8.

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