EL CORAZÓN DEL COSMOS

Un equipo internacional formado por varios investigadores del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) (España) ha descubierto una cantidad increíblemente alta de estrellas masivas en 30 Doradus, una gigantesca región de formación estelar que se halla en una de nuestras vecinas, la Gran Nube de Magallanes. El descubrimiento tiene profundas implicaciones en nuestra comprensión de cómo las estrellas transformaron el universo primitivo y homogéneo, en el universo, en el que vivimos hoy, estructurado en supercúmulos, cúmulos, galaxias, estrellas y planetas.

El estudio forma parte de la campaña VLT-FLAMES Tarántula (VFTS), en la que se utilizó el telescopio VLT de ESO en Chile para observar cerca de 1.000 estrellas masivas en 30 Doradus, la Nebulosa Tarántula. El equipo realizó análisis detallados de alrededor de 250 estrellas con masas situadas entre 15 y 200 veces la masa de nuestro Sol para determinar la distribución de estrellas masivas, la denominada Función Inicial de Masas (IMF Initial Mass Function, de sus siglas en inglés).

En la mayoría de las zonas del universo estudiadas hasta hoy, las estrellas son más raras cuanto más masivas son. El IMF predice que casi toda la masa estelar está en estrellas de masa baja y que un numero inferior al 1% de todas las estrellas que se forman tienen masas superiores a diez veces la masa solar. Medir la proporción de estas estrellas es extremadamente complicado, principalmente a causa de su escasez, y hay sólo un puñado de lugares en el universo local donde podemos “poner las manos en la masa”.

El estudio de 30 Doradus, la mayor región de formación estelar cercana que alberga algunas de las estrellas masivas más grandes que se han encontrado, ha permitido determinar el valor más preciso para la IMF en el segmento de alta masa hasta la fecha, y revelar que las estrellas masivas son mucho más numerosas de lo que se pensaba antes. De hecho, los resultados muestran que la mayoría de la masa estelar no se halla en estrellas de baja masa, sino que una fracción mayor de la misma se encuentra en estrellas masivas. Hasta hace poco, la existencia de estrellas de hasta 200 masas solares era altamente improbable, pero este estudio parece indicar que las estrellas de 200-300 masas solares pueden ser más comunes de lo que se esperaba.

Imagen de 30 Doradus. La imagen está formada por uno de los mosaicos más grandes jamás construidos utilizando imágenes del Hubble e incluye imágenes tomadas por la Wide Field Camera 3 (WFC3) y la Advance Camera for Surveys (ACS), combinadas con imágenes del telescopio de 2,2 metros MPG/ESO del Observatorio Astronómico Austral

Las estrellas masivas son particularmente importantes para los astrofísicos debido a su enorme retroalimentación. Pueden explotar en supernovas increibles al final de sus vidas, formando algunos de los objetos más exóticos del cosmos, estrellas de neutrones y agujeros negros. Pueden ser consideradas como generadores cósmicos que han producido la mayoría de los elementos químicos más pesados que el helio, desde el oxígeno que respiramos hasta el calcio de nuestros huesos. Durante sus “relativamente” cortas vidas, las estrellas masivas producen ingentes cantidades de radiación ionizante de alta energía y poderosos vientos estelares que transfieren gran cantidad de energía cinética al medio interestelar. La radiación ionizante procedente de las primeras estrellas masivas formadas fue crucial para producir la reionización del universo, que marca el final de la llamada Época Oscura, y su retroalimentación mecánica impulsa la evolución de las galaxias. Por lo tanto, para entender todos estos mecanismos de retroalimentación, y por tanto el papel de las estrellas masivas en el universo, es necesario saber cuántos de estos gigantes se forman.



Los resultados tienen importantes consecuencias para la comprensión de nuestro cosmos. Estos nos muestran que podría haber un 70% más de supernovas, un aumento del 200% en los rendimientos químicos y un 270% más de radiación ionizante procedente de las estrellas masivas. Además, la tasa de formación de agujeros negros podría aumentarse en un 180%, lo que supondría automáticamente un aumento de las fusiones de agujeros negros binarios, recientemente detectadas gracias a los detectores de ondas gravitacionales.

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