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Encuentran una generación perdida de estrellas

7 diciembre, 2015

Un estudio, liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha identificado un tipo de estrellas gigantes, conocidas como AGB, de segunda generación y ricas en aluminio, en cuatro cúmulos globulares de la Vía Láctea. La detección de estas estrellas se corresponde con lo esperado según los modelos teóricos de evolución estelar y contradice las observaciones anteriores en este campo

estrellas espacio

Según se explica en el artículo, publicado en ‘The Astrophysical Journal Letters’, el hallazgo se produjo al combinar las abundancias de aluminio obtenidas en diez cúmulos globulares con fotometría muy precisa desde tierra para identificar las estrellas gigante, las gigantes rojas y las de rama horizontal. Se hizo a través de diagramas color-magnitud (similares al diagrama HR, por Hertzsprung-Russell), un tipo de gráfico que relaciona la temperatura y el brillo de una estrella, cuya posición en el mismo depende principalmente de su masa y edad.

Uno de los autores, Domingo Aníbal García-Hernández, ha precisado que «los estudios previos indicaban que las estrellas de segunda generación no pasaban por la fase gigante» y añade que «esto suponía un problema para los modelos de evolución estelar y las teorías de formación y evolución de cúmulos globulares».

Una controversia reciente

Históricamente, los cúmulos globulares han servido para estudiar la evolución de las estrellas, ya que se creía que todos sus componentes se formaban al mismo tiempo y, por tanto, tenían la misma edad. Sin embargo, hace varias décadas se supo que prácticamente todos los cúmulos estudiados contenían varias poblaciones estelares.

En la primera generación, el aluminio y el sodio son poco abundantes, mientras que en la segunda, formada más tarde, las estrellas están enriquecidas en estos elementos químicos, «contaminadas» por sus antepasadas. «Gracias a esto, el estudio de las abundancias químicas permite determinar a qué generación pertenece», ha señalado otro de los investigadores, Matteo Monelli.

En trabajos previos al publicado ahora, se detectaron dos generaciones de estrellas en diferentes etapas evolutivas: en la secuencia principal, en la rama horizontal, en la rama sub-gigante y en la rama de gigantes rojas. No así en otras más tardías, como en la rama asintótica de gigantes (AGB), en la cual, hasta la fecha, todas las estrellas estudiadas mostraban el patrón químico de la primera generación. En otras palabras, eran pobres en sodio y aluminio.

El debate se recrudeció cuando, en 2013, un equipo de científicos propuso en un artículo que las estrellas de segunda generación no llegarían a la fase AGB. Esto podría ser causado, proponían, por una gran pérdida de masa en la rama horizontal. Dicho escenario implicaba que los modelos teóricos de evolución estelar eran erróneos. «La observación de estrellas AGB de segunda generación en varios cúmulos globulares, uno de ellos prácticamente gemelo del cúmulo estudiado anteriormente, cierra definitivamente la cuestión», afirma la científica Olga Zamora.

Estrellas galaxiaLas estrellas que contaminan

Esta nueva investigación del IAC puede también ayudar a esclarecer qué tipo de estrellas son las que «contaminan» la segunda generación. Se barajan distintas candidatas que liberarían al medio interestelar sodio y aluminio: estrellas AGB masivas; estrellas muy masivas que rotan muy rápidamente (como spin stars o supernovas) o binarias en interacción también muy masivas.

El hecho de no haber detectado previamente estrellas AGB de segunda generación en cúmulos globulares había favorecido el modelo de spin-stars. Los resultados recientes modifican este marco, según los expertos.

«Todavía seguimos sin entender cómo los cúmulos globulares se formaron y evolucionaron en el Universo temprano. La naturaleza de las estrellas contaminantes que forman las distintas generaciones estelares en estos fascinantes sistemas estelares es el gran tema sin resolver por el momento. Queda pendiente», ha concluido García-Hernández.

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