El Hubble descubre la guarida de los gigantes

17-03-2016

Un equipo internacional de científicos ha utilizado las prestaciones del telescopio espacial Hubble de NASA/ESA en el rango de la luz ultravioleta para identificar nueve estrellas supermasivas, con masas 100 veces mayores que la masa del Sol, en el cúmulo estelar R136. Se trata de la muestra más grande de estrellas supermasivas identificada hasta la fecha. Estos resultados plantean nuevos interrogantes en la formación de estrellas masivas y serán publicados en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Utilizando el telescopio espacial Hubble de NASA/ESA, los astrónomos han combinado imágenes obtenidas con la cámara de gran campo WFC3 con los datos obtenidos con el espectrógrafo STIS, de una resolución espacial sin precedentes en el ultravioleta, para estudiar por primera vez el joven cúmulo estelar R136. [1]

El tamaño de R136 es de sólo unos pocos años luz y se encuentra en la Nebulosa de la Tarántula, en la Gran Nube de Magallanes, a unos 170 000 años luz de distancia de la Tierra. Se trata de un cúmulo estelar joven que contiene una gran cantidad de estrellas muy masivas, calientes y luminosas, cuya energía se emite principalmente en el ultravioleta. [2]

Además de encontrar decenas de estrellas con masas superiores a 50 masas solares, este nuevo estudio ha sido capaz de revelar un total de nueve estrellas supermasivas en el cúmulo, con masas superiores a las 100 masas solares. Aun así, ninguna de ellas supera la de la estrella R136a1, que con 320 masas solares sigue conservando el récord de ser la estrella más masiva conocida en el universo.

“La capacidad de estudiar la luz ultravioleta de una región tan excepcionalmente concurrida y distinguir sus diferentes componentes, resolviendo las firmas de estrellas individuales, ha sido posible gracias a los instrumentos a bordo del Hubble”, explica Paul Crowther, de la Universidad de Sheffield (Reino Unido) y autor principal del estudio. “Junto con mis colegas, me gustaría reconocer el inestimable trabajo realizado por los astronautas durante la última misión de mantenimiento del Hubble, que permitió restaurar STIS aún a riesgo de poner sus vidas en peligro por el bien de la ciencia”. [3]

La obtención de los espectros de STIS para los objetos de R136 fue de gran complejidad técnica debido a la gran densidad de estrellas en el centro del cúmulo. Incluso con las capacidades del Hubble, los espectros de las estrellas brillantes adyacentes se superponen entre sí y existe un fondo de radiación ultravioleta creado por miles de estrellas apelotonadas en el cúmulo que no se pueden separar en objetos individuales. El análisis pudo realizarse gracias a un software creado específicamente para solucionar este problema y que fue desarrollado por un investigador actualmente en el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), Jesús Maíz Apellániz, cuando era astrónomo de la Agencia Espacial Europea en el Instituto Científico del Telescopio Espacial en Baltimore (Estados Unidos).

En 2010, Crowther y sus colaboradores descubrieron la existencia de cuatro estrellas en R136, cuyas masas superaban más de 150 veces la masa del Sol. En aquel momento, las extremas propiedades de esas estrellas fueron una sorpresa para los científicos, pues la teoría no contemplaba la existencia de estrellas tan masivas. Ahora, este nuevo censo muestra que en R136 hay cinco estrellas más con más de 100 masas solares. Los resultados obtenidos en R136 y en otros cúmulos plantean nuevos interrogantes en la formación de estrellas masivas, pues el origen de estos gigantes sigue siendo una incógnita. [4]

Saida Caballero-Nieves, coautora del estudio, explica: “Se ha sugerido que estos monstruos son el resultado de la fusión de estrellas no tan extremas en sistemas binarios cercanos. Por lo que sabemos acerca de la frecuencia de fusiones de estrellas masivas, este escenario no es capaz de explicar la gran cantidad de estrellas masivas que observamos en R136, de modo que parece que esas estrellas han debido originarse a partir de procesos de formación estelar”.

Con el fin de hallar respuestas sobre el origen de estas estrellas, el equipo continuará analizando los datos obtenidos. El análisis de nuevas observaciones ópticas con STIS les permitirá también buscar sistemas binarios cercanos en R136, que podrían producir agujeros negros binarios masivos, que se fusionarían, en última instancia, produciendo ondas gravitatorias.

“Una vez más, nuestro trabajo demuestra que, a pesar de llevar en órbita más de 25 años, hay algunas áreas científicas para las que el Hubble es todavía un instrumento excepcional”, concluye Crowther.


Notas

[1] R136 fue incluido originalmente en el Catálogo de las estrellas más brillantes en las Nubes de Magallanes, realizado por el Observatorio Radcliffe en Sudáfrica. A continuación, fue separado en tres componentes -a, b y c- en el Observatorio Europeo Austral (ESO), con R136a resuelto posteriormente en un grupo de ocho estrellas (denominadas a1-a8); y confirmado como un cúmulo estelar denso con el telescopio espacial Hubble de NASA/ESA tras su primera misión de servicio en 1993.

[2] Las estrellas muy masivas son exclusivas de los cúmulos estelares más jóvenes, pues las vidas de éstas son muy breves, de sólo 2-3 millones de años. Sólo se conoce un puñado de tales estrellas en toda la Vía Láctea.

[3] Las prestaciones del STIS fueron restauradas en 2009, durante la cuarta misión de servicio (SM4) del Telescopio Espacial Hubble. Fue una de las más difíciles e intensas misiones de mantenimiento sufridas por el Hubble, con la realización de cinco paseos espaciales por parte de los astronautas que participaron en la misión.

[4] Las firmas ultravioletas de las estrellas supermasivas han sido observadas también en otros cúmulos estelares, por ejemplo, en las galaxias enanas NGC 3125 y NGC 5253. Estos cúmulos están demasiado lejos como para distinguir en ellos estrellas individuales, incluso utilizando el Hubble, por lo que constituye un desafío para los científicos en sus esfuerzos futuros.


Repercusión en medios:

  • El Mundo, SINC, HumaniaINTA.
  •  

    Fuente: UCC-CAB

     

    Imágenes adicionales:

    R136 observado con WFC3. © NASA, ESA, P. Crowther (University of Sheffield)
    Pseudo imagen de R136. © ESA/Hubble, NASA, K.A. Bostroem (STScI/UC Davis)
     

    Documentación adjunta a la noticia:

    Departamentos y unidades de apoyo

    La respuesta a las cuestiones sobre la vida y su origen ha de venir del esfuerzo combinado de muchas disciplinas

    Grupos de investigación

    La ciencia desarrollada en el CAB se canaliza a través de grupos de investigación interdepartamentales

    Cultura Científica

    La UCC del CAB busca hacer accesible el conocimiento científico al conjunto de los ciudadanos

    Copyright 2012 - Todos los derechos reservados | Centro de Astrobiología - CSIC - INTA | Política y condiciones de uso | Aviso legal