Un estudi descobreix desenes d’estrelles fugitives en el cúmul estel·lar jove 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 equip científic internacional ha descobert cinquanta-cinc estrelles d’alta velocitat expulsades des del cúmul estel·lar jove R136 situat al Gran Núvol de Magalhães —una galàxia satèl·lit de la Via Làctia—, a uns 160.000 anys llum. Aquesta troballa augmenta fins a deu vegades el nombre d’estrelles fugitives conegudes en aquesta regió del cosmos i és una nova contribució científica del telescopi Gaia de l’Agència Espacial Europea (ESA), que té per objectiu identificar les posicions, distàncies i velocitats de més de mil milions d’estrelles a la nostra galàxia. L’estudi s’ha publicat a la revista Nature.

Les estrelles fugitives llançades des del cúmul jove R136 —més enllà de la Lluna, a una distància d’1,5 milions de quilòmetres de la Terra— s’han identificat en unes distàncies extremament llunyanes per a la missió Gaia, el projecte més ambiciós de l’ESA per detallar la cartografia estel·lar de la nostra galàxia. D’ençà dels inicis, participen en el projecte Gaia astrònoms d’equips del Departament de Física Quàntica i Astrofísica de la Universitat de Barcelona (UB), de l’Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB) i de lʼInstitut dʼEstudis Espacials de Catalunya (IEEC).

En la nova recerca, liderada per experts de la Universitat d’Amsterdam, la Universitat de Leiden i la Universitat Radboud (Països Baixos), hi té una participació destacada Mark Gieles, investigador de l’IEEC a l’ICCUB i professor ICREA de la Facultat de Física de la UB. També signen el treball astròmons del Reial Observatori de Bèlgica (Bèlgica), la Universitat de Tel-Aviv (Israel), l’Institut Nacional d’Investigació Espacial dels Països Baixos (Països Baixos) i la Universitat de Ginebra (Suïssa). 

Aquest és el primer cop que es detecta un nombre tan elevat d’estrelles d’alta velocitat que provenen d’un sol cúmul. En concret, l’R136 és un cúmul de característiques particulars, conté centenars de milers d’estrelles, incloses les estrelles més massives conegudes (fins a tres-centes vegades la massa del Sol), i forma part de la regió de formació estel·lar més gran coneguda fins ara en un radi de cinc milions d’anys llum.

Estrelles que escapen a altes velocitats al Gran Núvol de Magalhães

Quan es formen cúmuls estel·lars, les col·lisions entre cúmuls d’estrelles més petits que es mouen poden provocar l’expulsió d’estrelles del cúmul jove. L’equip científic, que dirigeix Mitchel Stoop, estudiant de doctorat de la Universitat d’Amsterdam, ha descobert que el cúmul jove R136 ha llançat cap a l’exterior fins a un terç de les seves estrelles més massives en els últims milions d’anys, a velocitats superiors als 100.000 km/h. Aquestes estrelles viatgen fins a 1.000 anys llum des del lloc de naixement abans d’explotar com a supernoves al final de la vida estel·lar i donar origen a una estrella de neutrons o un forat negre.

Un altre resultat sorprenent de l’estudi indica que no va haver-hi un únic període en què les estrelles fossin expulsades dinàmicament, sinó dos. Segons Scoop, «el primer episodi va ser fa 1,8 milions d’anys, quan es va formar el cúmul, i encaixa amb l’expulsió d’estrelles durant la formació del cúmul». «El segon episodi va ser fa només 200.000 anys i tenia característiques molt diferents. Per exemple, les estrelles fugitives d’aquest segon episodi es movien més lentament i no sortien disparades en direccions aleatòries com en el primer episodi, sinó en una de preferida», explica l’expert.

Gieles afirma que «succeeixen moltes coses en poc temps durant la formació de cúmuls estel·lars massius i les imatges només proporcionen una instantània». I afegeix que «aquestes noves observacions del moviment de les estrelles que escapen són com un “mirall retrovisor”, que ens ofereix una visió sense precedents del que va passar abans».

Cal recordar que l’astrònom holandès Adriaan Blaauw (1914-2010) va identificar els primers indicis de l’existència d’estrelles fugitives, és a dir, estrelles que es mouen a gran velocitat per la galàxia de la Via Làctia. Amb aquesta descoberta, Blaauw obria un dels capítols més emocionants i sorprenents de la recerca en astronomia i cosmologia que ha anat desvelant les seves incògnites gràcies a una primera missió de l’ESA —anomenada Hipparcos— i que actualment continua donant els seus fruits amb el telescopi Gaia. 

Nota de premsa elaborada en col·laboració amb l’Institut de Ciències del Cosmos.

Aquesta recerca es presenta en un article titulat «Two waves of massive stars running away from the young cluster R136», de Stoop, Mitchell; de Koter, Alex. et al., que apareixerà a la revista Nature el 9 d’octubre de 2024. DOI: 10.1038/s41586-024-08013-8.

• IEEC
• ICCUB
• Gaia

Contactes