Explicación de las espectaculares colas de estrellas – CNRC

Palomar 5, un extraño cúmulo globular en las inmediaciones (“halo”) de la Vía Láctea, está formado por muchos más agujeros negros de los que se pensaba anteriormente. Esto explica por qué hay dos colas de estrellas espectaculares que cuelgan del cúmulo, la característica sorprendente por la que se conoce a Palomar 5. Este conclusión los astrónomos se mudaron la semana pasada Astronomía de la naturaleza basado en simulaciones por computadora. Es importante destacar que el equipo, dirigido por el astrónomo holandés Mark Gieles de la Universidad de Barcelona, ​​aproxima la respuesta a cómo se veía el halo de la joven Vía Láctea.

La Vía Láctea, la galaxia en forma de huevo que alberga cientos de miles de millones de estrellas, incluido el sol, está rodeada por un halo. Es una región vasta, casi esférica, de unos cien mil años luz de diámetro, el mismo diámetro que la propia Vía Láctea. El halo también contiene estrellas, pero la densidad de la materia es mucho menor que en la Vía Láctea.

Las estrellas en el halo rodean la Vía Láctea y algunas de ellas se agrupan en grupos: cúmulos globulares. Estos grupos de estrellas se mantienen unidos por la gravedad. En total, hay alrededor de ciento cincuenta cúmulos globulares en el halo.

En mil millones de años, el cúmulo solo estará formado por agujeros negros.

Palomar 5 es el inconformista entre estos cúmulos de estrellas globulares. Primero, porque es bastante “lanoso”: es aproximadamente diez veces menos masivo y cinco veces más grande que un cúmulo globular clásico. En segundo lugar, porque los astrónomos ven hileras de estrellas que se escapan de él. Este último en sí mismo no es tan extraño. Se encontraron otros cúmulos de estrellas en el halo con colas de estrellas en fuga. Debido a la interacción mutua entre las estrellas del grupo y la atracción gravitacional de la Vía Láctea, a veces sale una estrella. Estas estrellas escapan una a una del cúmulo en una línea larga, haciéndolo parecer una cola. Pero las dos colas de Palomar 5 son, con mucho, las cuerdas más brillantes unidas a un cúmulo de estrellas en el halo. También son notablemente grandes: abarcan miles de años luz. Esto ha planteado durante mucho tiempo a los astrónomos la cuestión de la diferencia entre Palomar 5 y otros cúmulos de estrellas de halo.

Para responder a esta pregunta, el equipo modeló el curso de vida del clúster desde el nacimiento hasta el final. Cambiaron los valores iniciales del modelo hasta que les quedó un cúmulo de estrellas que coincide con el Palomar 5 actual.

El cúmulo comenzó con una fracción de estrellas y agujeros negros (restos de estrellas masivas muertas) como cabría esperar en un cúmulo globular de este tipo. Pero la baja densidad y el entorno del joven Palomar 5 permitieron a las estrellas escapar del cúmulo más fácilmente que los agujeros negros. Esto se desprende de las simulaciones del modelo. Como resultado, la proporción de agujeros negros ha aumentado gradualmente. Los agujeros negros ahora constituyen aproximadamente el 20% de la masa de Palomar 5. Eso es tres veces más de lo que los astrónomos esperaban anteriormente. Estos agujeros negros tienen aproximadamente veinte veces la masa del sol. En comparación, Sagitario A *, el agujero negro en el centro de la Vía Láctea, es aproximadamente cuatro millones de veces más masivo que el Sol. En aproximadamente mil millones de años, el cúmulo solo serán agujeros negros.

Interacciones aceleradas con el tirachinas

Palomar 5 se hace cada vez más pequeño debido a que las estrellas se escapan y los agujeros negros y las estrellas restantes se acercan. Esta cercanía amplifica las interacciones de tirachinas entre objetos: más y más estrellas escapan y la cola se vuelve más larga y brillante.

“Los astrónomos ya sabían que Palomar 5 es una vista especial, pero ahora finalmente sabemos por qué”, dice Eduardo Balbinot, becario postdoctoral en la Universidad de Groningen y coautor del estudio. Ha estado investigando Palomar 5 durante 12 años.

Además, los astrónomos no solo han analizado Palomar 5 para comprender mejor el coloso en sí. Según los investigadores, esto revela el origen de las delgadas hebras de estrellas perdidas en el halo que los astrónomos han encontrado en los últimos años. Estas cadenas no están atadas a un cúmulo de estrellas, sino que rodean el halo como enjambres de abejas. Debido al pequeño ancho de las mechas, los astrónomos ya sospechaban que las mechas habían sido expulsadas de los cúmulos globulares del halo más joven. Pero los cúmulos de estrellas de los que descienden las cadenas desaparecieron hace mucho, dejando un misterio de cómo eran esos cúmulos de estrellas en ese momento. Palomar 5 es el único cúmulo de estrellas en el halo que ahora forma colas lo suficientemente brillantes como para ser estudiadas.

“Un resultado muy bueno”, dice Christiaan Brinkerink. Es astrónomo de la Universidad Radboud en Nijmegen y no participa en el estudio. Está especialmente impresionado de que el equipo haya mapeado la dinámica de un cúmulo de estrellas relativamente pequeño tan lejos de la Vía Láctea. “En el pasado, los astrónomos pensaban que el halo era opaco y silencioso porque había relativamente poca materia. Pero no es eso. Cuando haces zoom, suceden muchas cosas.

“El halo de la Vía Láctea está formado por muchas galaxias pequeñas”, explica Balbinot. “Y los cúmulos globulares son probablemente los remanentes de estas pequeñas galaxias. Las últimas migajas de pan, los rollos estrellados, forman el mismo círculo que los cúmulos globulares de los que proceden. Acercar los remolinos del halo ayuda a comprender el panorama general: la formación del halo de la Vía Láctea.