Terzan 5, un cúmulo globular inusual por el VLT de ESO.

Un equipo de astrónomos descubre una extraña reliquia fósil de la Vía Láctea temprana.

Terzan 5.

Un equipo internacional de astrónomos, utilizando el Very Large Telescope de ESO y otros telescopios, ha revelado la existencia de un resto fósil de la Vía Láctea temprana que da cobijo a estrellas de muy diferentes edades. Este sistema estelar se asemeja a un cúmulo globular, pero no se parece a ninguno conocido. Contiene estrellas muy similares a las estrellas más antiguas de la Vía Láctea y tiende un puente entre el presente y el pasado de nuestra galaxia, ayudándonos a rellenar ese espacio vacío en nuestra comprensión de su historia.

Terzan 5 se encuentra a 19.000 años luz de la Tierra, en la constelación de Sagitario (el arquero) y en la dirección del centro galáctico. Hace ya unos cuarenta años, desde su detección, que se clasifica como un cúmulo globular. Ahora, un equipo de astrónomos, liderado por investigadores italianos, ha descubierto que Terzan 5 no es como los demás cúmulos globulares conocidos.

El equipo estudió los datos del instrumento Multi-conjugate Adaptive Optics Demonstrator [1], instalado en el Very Large Telescope, así como de un conjunto de otros telescopios en tierra y en el espacio [2]. Encontraron pruebas contundentes que en Terzan 5 hay dos clases distintas de estrellas que no sólo difieren en los elementos que contienen, sino que tienen una diferencia de edad de aproximadamente 7.000 millones de años [3].

Esta fotografía aérea del conjunto Very Large Telescope de ESO en la cima del Cerro Paranal a 2.600 metros de altura en el Desierto de Atacama chileno, muestra bellamente las varias estaciones para los Telescopios Auxiliares. Las estructuras mayores son los recintos para cuatro Unidades de Telescopios del VLT. En el centro está el laboratorio del Interferómetro del VLT (VLTI).

Las edades de las dos poblaciones indican que el proceso de formación de estrellas en Terzan 5 no fue continuado, sino que estuvo dominado por dos brotes distintos de formación estelar. "Esto implica que el antepasado de Terzan 5 debía contar con grandes cantidades de gas para tener una segunda generación de estrellas y ser bastante masivo. Por lo menos 100 millones de veces la masa del Sol", explica el coautor del estudio Davide Massari, investigador del INAF (Italia) y de la Universidad de Groningen (Países Bajos).

Sus inusuales propiedades hacen de Terzan 5 el candidato ideal para ser un fósil viviente de los inicios de la Vía Láctea. Las teorías actuales sobre la formación de la galaxia asumen que, para formar el bulbo primordial de la Vía Láctea, fue necesaria la interacción entre ingentes masas de gas y estrellas que, durante el proceso, acabaron fusionándose y disolviéndose.

"Creemos que algunos restos de estas masas gaseosas podrían seguir existiendo,  relativamente inalterados y embebidos en la galaxia", explica Francesco Ferraro, de la Universidad de Bolonia (Italia) y autor principal del estudio. "Estos fósiles galácticos permiten a los astrónomos reconstruir una parte importante de la historia de nuestra Vía Láctea".

Alrededores de Terzan 5.
Crédito: ESO/DSS

Mientras que las propiedades de Terzan 5 son infrecuentes en un cúmulo globular, son muy similares a las de la población estelar que se encuentra en el bulbo galáctico, la condensada región central de la Vía Láctea. Estas similitudes podrían hacer de Terzan 5 una reliquia fosilizada de la formación de la galaxia, un ejemplo de los primeros bloques de construcción de la Vía Láctea.

Esta hipótesis se ve reforzada por la masa original de Terzan 5 necesaria para crear dos poblaciones estelares: una masa similar a la de los grandes cúmulos que se supone que dieron lugar al bulbo durante la formación de la galaxia, hace alrededor de 12.000 millones de años. De alguna manera, Terzan 5 ha logrado sobrevivir sin ser alterada  durante miles de millones de años y se ha conservado como un remanente del pasado distante de la Vía Láctea.

"Algunas características de Terzan 5 se asemejan a las detectados en los cúmulos gigantes que vemos en galaxias con formación estelar con un alto desplazamiento al rojo, sugiriendo que, durante la época de formación de las galaxias, tanto en el universo local como en el universo distante, se produjeron procesos de formación similares", continúa Ferraro.

Por lo tanto, este descubrimiento allana el camino para una comprensión mejor y más completa del conjunto de la galaxia. "Terzan 5 podría representar un vínculo interesante entre el universo local y el universo distante, un testigo que ha sobrevivido al proceso de formación del bulbo galáctico", explica Ferraro mientras destaca la importancia del descubrimiento. Para los astrónomos, esta investigación representa una posible vía para desentrañar los misterios sobre la formación de la galaxia y ofrece una visión sin precedentes de la complicada historia  de la Vía Láctea.

Notas.

El Telescopio Espacial Hubble.

[1] El instrumento MAD (Multi-Conjugate Adaptive Optics Demonstrator) es el prototipo de un sistema de óptica adaptativa múltiple conjugada (MCAO) que pretende demostrar la viabilidad de las diferentes técnicas de reconstrucción MCAO en el marco del concepto E-ELT y para los instrumentos de segunda generación del VLT.

[2] Los investigadores también utilizaron datos de la cámara Wide Field Camera 3 a bordo del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA y de la cámara infrarroja de segunda generación Near Infrared Camera, instalada en el Telescopio Keck.

[3] Las dos poblaciones estelares detectadas tienen 12.000 y 4.500 millones de años respectivamente.

Información adicional.

Este trabajo de investigación se presenta en el artículo científico titulado “The age of the young bulge-like population in the stellar system Terzan 5: linking the Galactic bulge to the high-z Universe”, publicado en la revista The Astrophysical Journal.

Equipo de trabajo.

El equipo está formado por F. R. Ferraro (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Estudios de Bolonia, Italia);, D. Massari (INAF - Observatorio Astronómico de Bolonia, Italia & Instituto Astronómico Kapteyn, Universidad de Groningen, Países Bajos); E. Dalessandro (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Estudios de Bolonia; INAF - Observatorio Astronómico de Bolonia, Italia);, B. Lanzoni (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Estudios de Bolonia, Italia); L. Origlia (INAF - Observatorio Astronómico de Bolonia, Italia; Instituto Astronómico Kapteyn, Universidad de Groningen, Países Bajos); R. M. Rich (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de California, Los Ángeles, EE.UU.) y A. Mucciarelli (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Estudios de Bolonia, Italia).

Imagen de autor del E-ELT.

ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de dieciséis países: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con el país anfitrión, Chile. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía) trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande del mundo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT) es el telescopio más grande diseñado exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Además, cerca de Paranal, en Cerro Armazones, ESO está construyendo el E-ELT (European Extremely Large Telescope), el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39 metros que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.

Crédito:

ESO.

Publicado en ESO el 7 de septiembre del 2.016.