Los cúmulos de súper estrellas son grupos de cientos de miles de estrellas muy jóvenes agrupadas en un volumen increíblemente pequeño. Representan los entornos más extremos en los que se pueden formar estrellas y planetas.
Hasta ahora, solo se sabía que los cúmulos de súper estrellas existían muy lejos, principalmente en pares o grupos de galaxias interactuantes. Ahora, sin embargo, un equipo de astrónomos europeos [1] ha utilizado los telescopios de ESO para descubrir un objeto tan monstruoso dentro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, ¡casi, pero no del todo, en nuestro propio patio trasero!
La estructura masiva recién descubierta está oculta detrás de una gran nube de polvo y gas y es por eso que tardó tanto en revelar su verdadera naturaleza. Es conocido como "Westerlund 1" y está mil veces más cerca que cualquier otro cúmulo de súper estrellas conocido hasta ahora. Está lo suficientemente cerca como para que los astrónomos puedan probar su estructura con algún detalle.
¡Westerlund 1 contiene cientos de estrellas muy masivas, algunas que brillan con un brillo de casi un millón de soles y otras dos mil veces más grandes que el Sol (tan grande como la órbita de Saturno)! De hecho, si el Sol estuviera ubicado en el corazón de este notable cúmulo, nuestro cielo estaría lleno de cientos de estrellas tan brillantes como la Luna llena. Westerlund 1 es el laboratorio natural más exclusivo para el estudio de la física estelar extrema, que ayuda a los astrónomos a descubrir cómo viven y mueren las estrellas más masivas de nuestra galaxia.
A partir de sus observaciones, los astrónomos concluyen que este cúmulo extremo probablemente contiene no menos de 100,000 veces la masa del Sol, y todas sus estrellas se encuentran dentro de una región de menos de 6 años luz de diámetro. Westerlund 1 parece ser el cúmulo joven compacto más masivo hasta ahora identificado en la Vía Láctea.
Super Star Clusters
Las estrellas generalmente nacen en pequeños grupos, principalmente en los llamados "cúmulos abiertos" que típicamente contienen unos cientos de estrellas. A partir de una amplia gama de observaciones, los astrónomos infieren que el Sol mismo nació en uno de esos grupos, hace unos 4.500 millones de años.
En algunas galaxias activas ("starburst"), los científicos han observado episodios violentos de formación de estrellas (ver, por ejemplo, ESO Press Photo 31/04), lo que lleva al desarrollo de cúmulos de súper estrellas, cada uno con varios millones de estrellas.
Tales eventos fueron obviamente comunes durante la infancia de la Vía Láctea, hace más de 12,000 millones de años: los muchos cúmulos globulares galácticos, que son casi tan viejos como nuestra galaxia (por ejemplo, ESO PR 20/04), se cree que son los restos de los primeros tiempos. super cúmulos estelares.
Todos los cúmulos de súper estrellas observados hasta ahora en las galaxias Starburst están muy distantes. No es posible distinguir sus estrellas individuales, incluso con la tecnología más avanzada. Esto complica drásticamente su estudio y, por lo tanto, los astrónomos siempre han estado ansiosos por encontrar tales grupos en nuestro vecindario para probar su estructura con mucho más detalle.
Ahora, un equipo de astrónomos europeos [1] finalmente ha logrado hacerlo, utilizando varios de los telescopios de ESO en el observatorio La Silla (Chile).
Westerlund 1
El cúmulo abierto Westerlund 1 se encuentra en la constelación del Sur Ara (la constelación del Altar). Fue descubierto en 1961 en Australia por el astrónomo sueco Bengt Westerlund, quien luego se mudó de allí para convertirse en Director de ESO en Chile (1970 - 74). Este grupo está detrás de una enorme nube interestelar de gas y polvo, que bloquea la mayor parte de su luz visible. El factor de atenuación es más de 100,000, y es por eso que ha tardado tanto en descubrir la verdadera naturaleza de este grupo en particular.
En 2001, el equipo de astrónomos identificó más de una docena de estrellas masivas extremadamente calientes y peculiares en el cúmulo, las llamadas estrellas "Wolf-Rayet". Desde entonces han estudiado Westerlund 1 extensamente con varios telescopios ESO.
Utilizaron imágenes del Wide Field Imager (WFI) conectado al ESO / MPG de 2.2 m, así como de la cámara SUperb Seeing Imager 2 (SuSI2) en el Telescopio de Nueva Tecnología (NTT) de 3.5 m de ESO. A partir de estas observaciones, pudieron identificar alrededor de 200 estrellas miembros del cúmulo.
Para establecer la verdadera naturaleza de estas estrellas, los astrónomos realizaron observaciones espectroscópicas de aproximadamente una cuarta parte de ellas. Para ello, utilizaron el espectrógrafo Boller & Chivens en el telescopio ESO de 1,52 my el Instrumento multimodo ESO (EMMI) en el NTT.
Un zoológico exótico
Estas observaciones han revelado una gran población de estrellas muy brillantes y masivas, bastante extremas. Algunos llenarían el espacio del sistema solar dentro de la órbita de Saturno (¡aproximadamente 2.000 veces más grande que el Sol!), Otros son tan brillantes como un millón de soles.
Westerlund 1 es obviamente un fantástico zoológico estelar, con una población muy exótica y una verdadera bonanza astronómica. Todas las estrellas identificadas son evolucionadas y muy masivas, abarcando el rango completo de rarezas estelares de estrellas Wolf-Rayet, supergigantes OB, hipergigantes amarillos (casi tan brillantes como un millón de soles) y variables luminosas azules (similares al excepcional objeto Eta Carinae - ver ESO PR 31/03).
Todas las estrellas analizadas hasta ahora en Westerlund 1 pesan al menos 30-40 veces más que el Sol. Debido a que tales estrellas tienen una vida bastante corta, astronómicamente hablando, Westerlund 1 debe ser muy joven. Los astrónomos determinan una edad entre 3.5 y 5 millones de años. ¡Entonces, Westerlund 1 es claramente un cúmulo "recién nacido" en nuestra galaxia!
El clúster más masivo
¡Westerlund 1 es increíblemente rico en estrellas monstruosas, como un ejemplo, contiene tantos hipergigantes amarillos como se conocía hasta ahora en toda la Vía Láctea!
"Si el Sol estuviera ubicado en el corazón de Westerlund 1, el cielo estaría lleno de estrellas, muchas de ellas más brillantes que la Luna llena", comenta Ignacio Negueruela de la Universidad de Alicante en España y miembro del equipo.
La gran cantidad de estrellas muy masivas implica que Westerlund 1 debe contener una gran cantidad de estrellas. "En nuestra galaxia, explica Simon Clark, del University College London (Reino Unido) y uno de los autores de este estudio," hay más de 100 estrellas similares al sol por cada estrella que pesa 10 veces más que el Sol. El hecho de que veamos cientos de estrellas masivas en Westerlund 1 significa que probablemente contiene cerca de medio millón de estrellas, pero la mayoría de ellas no son lo suficientemente brillantes como para mirar a través de la nube de gas y polvo que se oscurece ”. Esto es diez veces más que cualquier otro grupo joven conocido en la Vía Láctea.
Presumiblemente, Westerlund 1 es mucho más masivo que los densos cúmulos de estrellas pesadas presentes en la región central de nuestra galaxia, como los cúmulos de Arcos y Quintillizos. Se requerirán observaciones infrarrojas profundas adicionales para confirmar esto.
Este cúmulo de super estrellas ahora brinda a los astrónomos una perspectiva única hacia uno de los entornos más extremos del Universo. Westerlund 1 ciertamente proporcionará nuevas oportunidades en la búsqueda de más detalles sobre cómo las estrellas, y especialmente las masivas, se forman.
... y el más denso
La gran cantidad de estrellas en Westerlund 1 no fue la única sorpresa que le esperaba a Clark y sus colegas. A partir de sus observaciones, los miembros del equipo también descubrieron que todas estas estrellas están agrupadas en un volumen de espacio increíblemente pequeño, de hecho, de menos de 6 años luz de diámetro. De hecho, esto es más o menos comparable a la distancia de 4 años luz de la estrella más cercana al Sol, ¡Próxima Centauri!
Es increíble: la concentración en Westerlund 1 es tan alta que la separación media entre las estrellas es bastante similar a la extensión del Sistema Solar.
"Con tantas estrellas en un volumen tan pequeño, algunas de ellas pueden chocar", imagina Simon Clark. “Esto podría conducir a la formación de un agujero negro de masa intermedia más masivo que 100 masas solares. Bien puede ser que ese monstruo ya se haya formado en el núcleo de Westerlund 1. "
La enorme población de estrellas masivas en Westerlund 1 sugiere que tendrá un impacto muy significativo en su entorno. El cúmulo contiene tantas estrellas masivas que en un lapso de tiempo de menos de 40 millones de años, será el sitio de más de 1,500 supernovas. ¡Un fuego artificial gigantesco que puede conducir una fuente de material galáctico!
Debido a que Westerlund 1 está a una distancia de solo unos 10,000 años luz, las cámaras de alta resolución como NAOS / CONICA en el Very Large Telescope de ESO pueden resolver sus estrellas individuales. Estas observaciones ahora comienzan a revelar estrellas más pequeñas en Westerlund 1, incluidas algunas que son menos masivas que el Sol. Los astrónomos pronto podrán estudiar este exótico zoológico galáctico en gran profundidad.
Más información
La investigación presentada en este comunicado de prensa de ESO aparecerá pronto en la principal revista de investigación Astronomy and Astrophysics ("Sobre la población estelar masiva del Super Star Cluster Westerlund 1" por J.S. Clark y sus colegas). El archivo PDF está disponible en el sitio web de A&A. Pronto se publicará en Astronomía y Astrofísica un segundo artículo ("Más estrellas Wolf-Rayet en el cúmulo de estrellas estalló Westerlund 1", de Ignacio Negueruela y Simon Clark). Está disponible como astro-ph / 0503303.
Un comunicado de prensa en español emitido por la Universidad de Alicante está disponible en el sitio web de Ignacio Negueruela.
Nota
[1]: El equipo está compuesto por Simon Clark (University College London, Reino Unido), Ignacio Negueruela (Universidad de Alicante, España), Paul Crowther (Universidad de Sheffield, Reino Unido), Simon Goodwin (Universidad de Gales, Cardiff, Reino Unido) , Rens Waters (Universidad de Amsterdam) y Sean Dougherty (Dominion Radio Astrophysical Observatory).
Fuente original: Comunicado de prensa de ESO
