El violento nacimiento de las estrellas más antiguas de la Vía Láctea


Cuando la Vía Láctea se formó, miles de cúmulos globulares vagaban por nuestra Galaxia. Hoy en día, hay tal vez 200 de ellos, la mayor parte fueron destruidos durante eones por repetidos encuentros fatales entre sí o con el centro galáctico. Los cúmulos supervivientes son más viejos que cualquier fósil de la Tierra, y mayores que cualquier otra estructura de nuestra Galaxia.

Con 13 mil millones de años de edad, estos cúmulos globulares son casi tan antiguos como el universo mismo, y nacieron con las primeras generaciones de estrellas y galaxias. El físico Edward Teller, cree que los cúmulos globulares, debido a su edad sería el lugar adecuado para buscar inteligencia extraterrestre avanzada.

La imagen superior muestra 47 Tucanae; un grupo antiguo de varios millones de estrellas situadas a unos 15.000 años luz de la Tierra. Las estrellas en 47 Tucanae se estiman en una edad de entre 10y 12 mil millones de años, colocándose entre los más antiguos de nuestra galaxia. Debido a que las estrellas de los cúmulos como 47 Tucanae son de la misma edad, son laboratorios ideales para el estudio de ciclos de vida estelar.

Ahora, un equipo de astrónomos de Alemania y Países Bajos han llevado a cabo un nuevo tipo de simulación por ordenador que se centró en cómo nacieron, y han descubierto que estos gigantescos cúmulos de estrellas son los únicos supervivientes de un masacre espacial sucedida hace 13 mil millones años que destruyó a muchos de sus hermanos más pequeños. 

Los cúmulos globulares de estrellas tienen una característica inusual: el número típico de estrellas que contienen parece ser aproximadamente el mismo en todo el Universo. Esto contrasta con lo que sucede en cúmulos mucho más jóvenes, que pueden contener casi cualquier número de estrellas, desde menos de cien a varios miles. El equipo de científicos propone que esta diferencia puede explicarse por las condiciones en que los cúmulos globulares se formaron a principios de la evolución de sus galaxias anfitrionas.

Los investigadores realizaron simulaciones de galaxias en colisión, aisladas, y en el que se incluye un modelo para la formación y destrucción de estos cúmulos estelares. Cuando las galaxias colisionan, se generan a menudo espectaculares estallidos de formación estelar y una gran cantidad de cúmulos estelares brillantes, jóvenes de diferentes tamaños. Como resultado siempre se pensó que el número total de grupos de estrellas aumentaría durante estas colisiones. Sin embargo, el equipo holandés-alemán se encontró con el resultado opuesto en sus simulaciones.

Mientras que los grupos más brillantes y grandes eran de hecho capaces de sobrevivir a las colisiones debido a su propia atracción gravitatoria, los más numerosos grupos pequeños fueron destruidos eficazmente por fuerzas gravitacionales  cambiantes que normalmente se producen durante estas colisiones debido a la circulación de gas, polvo y estrellas.

La ola de explosiones estelares llegó a su fin después de aproximadamente 2 millones de años y los investigadores se sorprendieron al ver que sólo los cúmulos con un gran número de estrellas había sobrevivido. Estos grupos tenían todas las características que cabe esperar en la población joven de los cúmulos globulares, ya que se habría visto cerca de 11 millones de años.

“Es irónico ver que las colisiones pueden producir muchos cúmulos estelares jóvenes, pero al mismo tiempo, también destruyen la mayoría de ellos”, observó Kruijssen. “Esto ocurre no sólo en las colisiones de galaxias, sino que se debe esperar en cualquier entorno estelar en el Universo temprano. Por lo tanto, tiene sentido que todos los cúmulos globulares tengan aproximadamente el mismo número de estrellas que sus hermanos y hermanas menores, que no contienen tantas estrellas condenadas a ser destruidos.”

Según las simulaciones, la mayoría de los cúmulos estelares fueron destruidos poco después de su formación, cuando el ambiente galáctico todavía era muy hostil a grupos de jóvenes. Después de este episodio, los racimos globulares que sobrevivieron han vivido en silencio hasta el día de hoy.

“En el Universo cercano, hay varios ejemplos de galaxias que han experimentado recientemente grandes explosiones de formación estelar. Por lo tanto, debería ser posible ver a la rápida destrucción de pequeños cúmulos estelares en acción. Si estos es ratificado por nuevas observaciones, confirmaría nuestra teoría sobre el origen de los cúmulos globulares “, agregó Kruijssen.

Las simulaciones sugieren que la mayoría de los rasgos de un cúmulo globular se establecen cuando se forman. El hecho de que los cúmulos globulares son comparables en todas partes indica que los entornos en los que se formaron fueron muy similares, independientemente de la galaxia en la que actualmente residen. En ese caso, el Doctor Kruijssen cree que pueden ser utilizados como fósiles para arrojar luz sobre las condiciones en que las primeras estrellas y galaxias nacieron.

El nuevo trabajo, dirigido por el doctor Diederik Kruijssen del Instituto Max Planck para Astrofísica en Garching, Alemania, aparece en un artículo publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Enlace original: The violent birth of the 13-billion-year-old globulal clusters

 

 

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