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Arcos de proa creados por tres estrellas fugitivas. NASA/JPL-Caltech/Univ.Wyoming

Arcos de proa creados por tres estrellas fugitivas. NASA/JPL-Caltech/Univ.Wyoming

El astrónomo Rafael Bachiller nos descubre en esta serie los fenómenos más espectaculares del Cosmos. Temas de palpitante investigación, aventuras astronómicas y novedades científicas sobre el Universo analizadas en profundidad.

Los astrónomos acaban de encontrar decenas de estrellas que se mueven a altísimas velocidades, de hasta 100.000 kilómetros por hora, a través de la Vía Láctea. Estas estrellas ‘fugitivas’ tienden a encontrarse en regiones relativamente aisladas de la galaxia, pero sus trayectorias indican que ‘huyen’ de grupos estelares o de las proximidades del agujero negro de nuestro centro galáctico.

Estrellas como balas

Hasta hace poco tan solo se conocía un puñado de estas estrellas hiperveloces que habían sido descubiertas más o menos por casualidad, y se pensaba que este tipo de estrellas era poco común.

El prototipo de tales estrellas, Zeta Ophiuchi (la estrella Z en la constelación de Ofiuco), es una estrella que observada en el visible parece rojiza y anodina. Pero, contrariamente a esta primera impresión, estudios en longitudes de onda no visibles han revelado que ésta es una de las estrellas más masivas y energéticas de nuestro entorno. Situada a 460 años-luz de distancia, 20 veces más masiva que el Sol, 500 veces más voluminosa, y 68.000 veces más luminosa, Zeta Oph es una estrella azulada y sumamente brillante que al estar embebida en una nube difusa nos aparece oscurecida y enrojecida por el material polvoriento que la rodea. Pero, además de por su gran masa y alta luminosidad, Zeta Oph también es extraordinaria por otro motivo: su vertiginosa velocidad que supera los 85.000 kilómetros por hora.

Al viajar por el espacio con una velocidad tan alta, Zeta Oph crea un efecto espectacular. Según la estrella avanza, el potente viento que emana de su superficie empuja, comprime y calienta el material interestelar que encuentra a su paso. Como el movimiento es altamente supersónico se genera un frente de choque que tiene la forma característica de arco de proa. Este frente de choque es similar en algunos aspectos, al que genera una bala cuando es disparada en el aire, o al que producen los aviones cuando vuelan a velocidades supersónicas en nuestra atmósfera. En la imagen adjunta se puede apreciar este enorme arco de proa (en amarillo) en parte superior de Zeta Oph, naturalmente la estrella viaja desde el lado inferior al superior en la imagen. El material del frente de choque está sometido a condiciones físicas extremas de densidad y temperatura lo que le hace aparecer particularmente brillante en el infrarrojo.

Tomando Zeta Oph como referencia, Grace Olivier (Case Western Reserve University) y sus colegas decidieron buscar arcos de proa en las imágenes de archivo de los telescopios espaciales de infrarrojos WISE y Spitzer (ambos de la NASA). Encontraron así un centenar de nubecillas con forma de arco que podrían ser ondas de choque, pero faltaba investigar si estos arcos estaban asociados con estrellas veloces. Para ello, realizaron medidas con el telescopio infrarrojo de 2,3 metros del Observatorio Infrarrojo de Wyoming, y de esta manera encontraron 80 estrellas hiperveloces. Estas observaciones sugieren, por tanto, que las la Vía Láctea podría estar plagada de estrellas fugitivas.

¿De qué huyen?

Para investigar el origen de las altísimas velocidades de estas estrellas se puede trazar su trayectoria en el espacio y tratar de localizar así el lugar del que proceden. Mediante esta técnica, se concluyó que en el pasado Zeta Oph formó parte de un sistema binario en el que su compañera era aún más masiva. La mayor masa de su pareja la hizo explotar antes en forma de supernova lanzando al espacio la mayor parte de su materia. Un ‘efecto colateral’ de esta fenomenal explosión fue que Zeta Oph salió disparada como un proyectil por el espacio. Las observaciones indican que aquella explosión debió suceder hace medio millón de años. El residuo estelar dejado por la compañera de Zeta Oph ha podido localizarse en la forma de una estrella de neutrones o púlsar (el denominado PSR J1932+1059).

Esta explicación para el origen de la alta velocidad de Zeta Oph, parece ser aplicable a algunas otras estrellas fugitivas entre las que se encuentran Mu Columbae y AE Aurigae. Sin embargo, otras estrellas parecen proceder de grandes cúmulos estelares, indicando que fue allí donde sufrieron los efectos de alguna explosión estelar, o de alguna interacción gravitatoria con las otras estrellas del cúmulo, que las hizo salir proyectadas por el espacio.

Finalmente, algunas de estas estrellas proceden de las proximidades del agujero negro que se encuentra en el centro de la galaxia. Esto no debe sorprendernos pues sabemos que la energía gravitatoria es enorme en esas regiones. Imaginemos por ejemplo que una de las estrellas de un sistema binario quedase atrapada por el agujero negro, esto facilitaría que la segunda saliese despedida a toda velocidad. En ésa y otras situaciones, la energía gravitatoria en las proximidades de un agujero negro puede ser utilizada como en una colosal catapulta.

Olivier y sus colaboradores están ahora extendiendo su trabajo a toda la región del plano galáctico. Localizar más estrellas y estudiar sus trayectorias resulta indispensable para ponderar la importancia relativa de las estrellas fugitivas en la Vía Láctea y para determinar el origen último del impulso que las aceleró.


 

También interesante

 

  • La identificación de las estrellas fugitivas y la explicación de su origen en sistemas binarios fueron obras del astrónomo holandés Adriaan Blaauw. Considerado el forjador de la Astronomía europea contemporánea y uno de los astrónomos más influyentes del siglo XX, la muerte le sorprendió en plena actividad, a los 96 años de edad, el 1 de diciembre de 2010.
  • La gran masa de Zeta Oph la hace evolucionar a toda prisa. Las fuerzas gravitatorias en su interior son tan enormes que la energía nuclear se produce de manera desbocada. Se estima que su edad es de 4 millones de años, y que tan solo vivirá otros cuatro millones más antes de estallar en forma de supernova. Una vida muy corta si la comparamos, por ejemplo, con la vida del Sol. El Sol también parece encontrarse a la mitad de su vida, pero ya tiene 4.600 millones de años de edad, unas 1.000 veces más que la edad de Zeta Oph.
  • Las imágenes tomadas por WISE son capaces de revelar la presencia de arcos de proa gracias al gran campo de visión del telescopio (una extensión del orden de grado y medio, unas 3 veces el diámetro angular de la Luna). Los colores utilizados representan las radiaciones en diferentes longitudes de onda infrarrojas: los azules representan la radiación a 3,4 y 4,6 micras, los verdes la de 12 micras y los rojos la de 22 micras.

    Rafael Bachiller es director del Observatorio Astronómico Nacional (Instituto Geográfico Nacional) y académico de la Real Academia de Doctores de España.

 

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