Un nuevo giro en la secuencia estelar azul

Astrónomos aseguran que las estrellas, así como muchos de los seres humanos, también tratan de parecer más jóvenes de lo que realmente son.

Los científicos proponen que las estrellas en los cúmulos estelares ganan masa de dos maneras diferentes: a través de la acreción de disco "normal", lo que lleva a una rotación rápida y contribuye a la secuencia principal roja, o mediante fusiones de estrellas binarias, lo que lleva a estrellas de rotación lenta que parecen más azules y oscuras, por lo tanto más jóvenes. Una fusión binaria crea una estrella que es más masiva que cualquiera de sus estrellas progenitoras, con un contenido de hidrógeno en el núcleo mayor que el de una sola estrella igualmente antigua de la misma masa. Por lo tanto, los productos de fusión pueden tener la misma edad que todas las demás estrellas del cúmulo, pero parecen más jóvenes en el diagrama de magnitud de color, lo que se indica por su color más azul.

Un equipo internacional de astrónomos han publicado un artículo en Nature Astronomy donde aseguran que las estrellas así como muchos de los seres humanos también tratan de parecer más jóvenes de lo que realmente son.

En este artículo los científicos proponen que las estrellas en los cúmulos estelares ganan masa de dos maneras diferentes: a través de la acreción de disco "normal", lo que lleva a una rotación rápida y contribuye a la secuencia principal roja, o mediante fusiones de estrellas binarias, lo que lleva a estrellas de rotación lenta que parecen más azules y oscuras, por lo tanto más jóvenes.

En astronomía se conoce muy bien el diagrama de Hertzsprung-Russell, creado hace más de un siglo por dos astrónomos que le dan su nombre, en él se ordenan las estrellas según su brillo y color. Gracias a este diagrama sabemos hoy en día muchas cosas sobre estos objetos del universo.

Algunas estrellas están ubicadas en posiciones extrañas en este diagrama. Este no es el caso de nuestro Sol que se encuentra en la llamada "secuencia principal", junto a la mayoría de las estrellas.

Observaciones recientes del Telescopio Espacial Hubble han revelado que las secuencias principales de cúmulos estelares abiertos jóvenes se componen de varios componentes discretos. En particular, los datos de NGC 1755, un cúmulo estelar abierto en la Gran Nube de Magallanes con una edad de unos 60 millones de años, mostraron muchas características desconcertantes, como una secuencia principal doble.

"Creemos que las estrellas en los cúmulos de estrellas nacieron todas al mismo tiempo de la misma nube de gas", explica en un comunicado Chen Wang, quien recibió su doctorado de la Universidad de Bonn y recientemente se convirtió en un postdoctorado en MPA (Instituto Max Planck de Astronomía) y es el autor principal del estudio.

"Deberían tener la misma edad y la misma composición química. Pero si esto es cierto, ¿cómo puede haber una segunda secuencia completa de estrellas que sean más azules?" señala Chen.

Anteriormente muchos astrónomos habían pasado por alto esta característica ya que ofrecer una explicación era algo difícil de responder, sin embargo, Chen combinó dos pistas para proponer un origen para estas estrellas azules de la secuencia principal.

Su primer paso fue demostrar, utilizando simulaciones por computadora, que las estrellas azules pueden explicarse si giran más lentamente que las otras estrellas del cúmulo. Luego, los modelos recientes de fusiones de estrellas mostraron que las estrellas fusionadas se vuelven altamente magnéticas y giran muy lentamente. Chen combinó estas dos ideas y propuso que las estrellas azules son, de hecho, estrellas que giran muy lentamente como resultado de fusiones estelares.

"La vida de las estrellas en los sistemas binarios puede ser muy complicada y diferente a la de las estrellas individuales", dice. "Con nuestras simulaciones por computadora podemos estudiar el impacto de las fusiones estelares en los colores y la luminosidad de las estrellas y simular las características en el diagrama de Hertzsprung-Russell".

Una fusión binaria crea una estrella que es más masiva que cualquiera de sus estrellas progenitoras, con un contenido de hidrógeno en el núcleo mayor que el de una sola estrella igualmente antigua de la misma masa. Por lo tanto, los productos de fusión pueden tener la misma edad que todas las demás estrellas del cúmulo, pero parecen más jóvenes en el diagrama de magnitud de color, lo que se indica por su color más azul.

"La hipótesis de fusión presentada por Chen como explicación de las estrellas azules de la secuencia principal es muy tentadora, ya que proporciona una forma lógica de combinar diferentes acertijos", dice Selma de Mink, directora y jefa del grupo de astronomía estelar de MPA. Significa que una fracción significativa de estrellas se derrite junto con un compañero antes de que sus vidas hayan comenzado por completo.

Si este estudio de Chen es cierto, entonces esto arroja nueva luz sobre muchas preguntas sobre cómo se forman las estrellas, por qué a veces giran rápido y a veces lento, por qué algunas tienen campos magnéticos.

"En el artículo de Nature Astronomy, mostramos que se puede inferir de los datos de los cúmulos de estrellas que las estrellas se pueden formar de dos maneras diferentes: por acreción de gas (como siempre se ha pensado) o por fusión estelar (esto es nuevo e implica aproximadamente 30 por ciento de todas las estrellas)", dice el profesor Norbert Langer del Instituto Argelander de Astronomía en la Universidad de Bonn y el Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn. "

"Esto arroja nueva luz sobre la función de masa inicial de las estrellas, así como sobre la distribución bimodal de sus giros y sus campos magnéticos". Así, más de un siglo después de que Hertzsprung y Russell hicieran su famoso diagrama, es posible que finalmente se haya encontrado la explicación del misterioso enigma de la secuencia azul.

 

Referencia:

Wang, C. et al. Stellar mergers as the origin of the blue main-sequence band in young star clusters. Nat Astron (2022) https://doi.org/10.1038/s41550-021-01597-5

 

Doctor Fisión

Doctor Fision

Divulgador científico especialista en física y astrofísica, y apasionado de la ciencia en general. Autor del bestseller "El Universo Explicado" y de "La Nueva Carrera Espacial". Tiene más de 3 millones de seguidores en redes sociales.

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