Ilustración artística de una estrella expulsada de la Gran Nube de Magallanes. Crédito de la imagen: ESO. Click para agrandar.
Las observaciones con Kueyen, uno de los telescopios de 8.2m que componen el Very Large Telescope (VLT) de ESO, han llevado al descubrimiento de una estrella masiva de corta duración que se mueve a una velocidad muy alta a través del halo exterior de la galaxia Vía Láctea y en el espacio intergaláctico. Este hallazgo podría proporcionar evidencia de un agujero negro masivo previamente desconocido en el corazón del vecino más cercano de la Vía Láctea, la Gran Nube de Magallanes.
La estrella, llamada HE 0437-5439, fue descubierta por el estudio del cielo de Hamburgo / ESO [1], un proyecto destinado a detectar cuásares pero que también descubrió muchas estrellas azules débiles. Los científicos [2] del Dr. Remeis-Sternwarte (Universidad de Erlangen-Nürnberg, Alemania) y el Centro de Investigación Astrofísica (Universidad de Hertfordshire, Reino Unido) descubrieron lo que probablemente sea una estrella masiva caliente de secuencia principal, muy lejos en El halo.
Esto fue una gran sorpresa. Las estrellas masivas tienen vidas de solo unas decenas o cientos de millones de años, de corta duración para los estándares astronómicos, pero el halo no suele albergar estrellas tan jóvenes como esta. De hecho, contiene las estrellas más antiguas de la Vía Láctea que tienen más de diez mil millones de años. Las estrellas masivas generalmente se encuentran en o cerca de las regiones formadoras de estrellas en el disco galáctico, como la famosa nebulosa de Orión: HE 0437-5439 es de hecho similar a las estrellas de trapecio que hacen brillar la nebulosa de Orión.
Los datos se obtuvieron con el ESO VLT y su espectrógrafo UVES de alta resolución. Esto permitió medir la composición química que resultó ser similar a la del Sol, lo que confirma que HE0437-5439 es una estrella joven. Su masa es ocho veces mayor que la del Sol y la estrella tiene solo 30 millones de años. Está a casi 200,000 años luz de nosotros en dirección a la Constelación de Doradus ("el pez espada").
Aún más emocionante fue el hecho de que los datos indicaban que la estrella retrocedía a una velocidad de 723 km / s, o 2.6 millones de kilómetros por hora. HE0437-5439 se mueve tan rápido que la atracción gravitacional de la Vía Láctea es demasiado pequeña para mantenerla unida a la Galaxia. Por lo tanto, la estrella de hipervelocidad escapará al espacio intergaláctico.
A medida que la estrella se mueve tan rápido, debe haber nacido lejos de su posición actual y acelerada a donde la observamos hoy. ¿Qué aceleró la estrella a una velocidad tan alta? Los cálculos realizados ya a fines de la década de 1980 mostraron que un llamado agujero negro masivo (SMBH), es decir, un agujero negro un millón de veces más grande que el Sol, o más grande, podría proporcionar la enorme aceleración. Si una estrella binaria se acerca al SMBH, una estrella cae hacia el SMBH mientras su compañera es expulsada. El Centro Galáctico de la Vía Láctea alberga un agujero negro de aproximadamente 2.5 millones de masas solares, y esto podría haber acelerado HE0437-5439.
Pero se encontró que el tiempo de viaje necesario era más de tres veces la edad de la estrella. Por lo tanto, la estrella es demasiado joven para haber viajado desde el centro galáctico hasta su ubicación actual. O la estrella es más vieja de lo que parece o nació y se aceleró en otra parte.
Una pista diferente del origen de HE0457-5439 proviene de su posición en el cielo. HE0437-5439 está a 16 grados de la Gran Nube de Magallanes (LMC), una de las galaxias vecinas más cercanas a la Vía Láctea. Esta galaxia se encuentra a una distancia de 156,000 años luz. HE0457-5439 está aún más distante que el LMC y está mucho más cerca del LMC que de la galaxia. Los astrónomos demostraron que la estrella podría haber alcanzado su posición actual dentro de su vida si hubiera sido expulsada del centro de la LMC. Esto, a su vez, proporcionaría evidencia de la existencia de un SMBH en el LMC.
Otra explicación requeriría que la estrella sea el resultado de la fusión de dos estrellas, que pertenecen a la clase de estrellas llamadas rezagados azules, que son más antiguas de lo que los modelos de evolución estándar predicen que son. De hecho, su edad podría ser tanto como la vida útil de una estrella de 4 masas solares, que es más de 6 veces la vida útil de una estrella de 8 masas solares.
Los astrónomos proponen dos observaciones adicionales para distinguir entre las dos opciones. La abundancia de ciertos elementos en las estrellas que pertenecen al LMC es solo la mitad que la del Sol. Una medición más precisa con UVES indicaría si la estrella tiene una abundancia de metal apropiada para las estrellas LMC o no. El segundo es medir cuánto se mueve la estrella en dirección transversal en el cielo, utilizando mediciones astrométricas.
La investigación presentada aquí se detalla en un artículo que se publicará en Astrophysical Journal Letters.
Notas
[1]: El estudio del cielo de Hamburgo / ESO es un proyecto colaborativo de Hamburger Sternwarte y ESO para proporcionar información espectral para la mitad del cielo del sur utilizando placas fotográficas tomadas con el telescopio ESO-Schmidt ahora retirado. Estas placas fueron digitalizadas en Hamburger Sternwarte.
[2]: Los astrónomos son Heinz Edelmann (Dr. Remeis-Sternwarte de la Universidad de Erlangen-Nürnberg, Alemania, ahora en la Universidad de Texas, Austin, EE. UU.), Ralf Napiwotzki (Centro de Investigación de Astrofísica, Universidad de Hertfordshire, Reino Unido) , Uli Heber (Dr. Remeis-Sternwarte de la Universidad de Erlangen-Nürnberg, Alemania), Norbert Christlieb y Dieter Reimers (Hamburger Sternwarte, Alemania).
Fuente original: Comunicado de prensa de ESO
