NGC 2808, cúmulo globular.

Hubble encuentra múltiples "baby booms" estelares en un cúmulo globular.

NGC 2808.

El análisis de las observaciones de Hubble del cúmulo globular masivo NGC 2808 proporciona la evidencia que este cúmulo posee tres generaciones de estrellas que se formaron temprano en la vida del racimo. Este es un gran revés para las teorías convencionales, ya que los astrónomos han pensado durante mucho tiempo que los cúmulos globulares tenían un solo "baby boom" de estrellas al principio de sus vidas y luego se establecieron en una larga y tranquila mediana edad.

El Hubble en órbita.
Crédito: Hubble

Nuevas observaciones del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA han anulado ideas convencionales sobre la vida temprana de algunos enormes cúmulos globulares mostrando que pueden pasar por varios períodos de intensa formación estelar en lugar de la explosión única previamente aceptada. El análisis de los datos de Hubble del cúmulo globular masivo NGC 2808 proporciona pruebas de que el nacimiento de las estrellas se produjo a lo largo de tres generaciones a principios de la vida del grupo.

"Nunca habíamos imaginado que pudiera suceder algo como esto", dijo Giampaolo Piotto de la Universidad de Padua en Italia y líder del equipo que realizó el descubrimiento. "Esto es un shock total".

Los conglomerados globulares se encuentran entre los primeros pobladores de nuestra Galaxia de la Vía Láctea, nacidos durante la formación de nuestra Galaxia. Un grupo típico consiste en cientos de miles de estrellas unidas por la gravedad en un enjambre compacto.

"La imagen estándar de un cúmulo globular es que todas sus estrellas se formaron al mismo tiempo, en el mismo lugar, y desde el mismo material, y que han co-evolucionado durante miles de millones de años", dijo el miembro del equipo Luigi Bedin de ESO en Garching, Alemania, la Agencia Espacial Europea y el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, EE.UU. "Esta es la piedra angular sobre la que se ha construido gran parte del estudio de las poblaciones estelares, así que nos sorprendió encontrar varias poblaciones distintas de estrellas en NGC 2808. Todas las estrellas nacieron en 200 millones de años muy temprano en la vida de el grupo masivo de 13 billones de años".

Encontrar múltiples poblaciones estelares en un cúmulo globular tan cerca del hogar tiene profundas implicaciones cosmológicas, dijeron los investigadores. "Necesitamos hacer todo lo posible para resolver el enigma de estas múltiples generaciones de estrellas encontradas en estas observaciones de Hubble, para que podamos entender cómo se formaron las estrellas en galaxias distantes en nuestro Universo temprano", explicó Piotto.

La Cámara Avanzada para Sondeos del Hubble, ACS.
Crédito: Hubble.

Los astrónomos utilizaron la Cámara Avanzada para Sondeos (ACS) de Hubble  para medir el brillo y el color de las estrellas del racimo. La resolución exquisita de Hubble permitió a los astrónomos clasificar las diversas poblaciones estelares. Las mediciones de Hubble mostraron tres poblaciones distintas, con cada generación sucesiva apareciendo ligeramente más azul. Esta diferencia de color sugiere que las generaciones sucesivas contienen una mezcla ligeramente diferente de algunos elementos químicos.

"Una asunción, aunque no tenemos pruebas directas, - dijo el miembro del equipo Ivan King de la Universidad de Washington en Seattle, EE.UU. -, es que la cantidad de helio aumenta con cada generación de estrellas.El color sucesivamente más azul de las poblaciones estelares indica que la cantidad de helio aumenta en cada generación, tal vez grandes racimos de estrellas como NGC 2808 mantener en suficiente gas para encender una rápida sucesión de estrellas".

El nacimiento de estrellas sería impulsado por las ondas de choque de las supernovas y los vientos estelares de estrellas gigantes rojas, que comprimen el gas y hacen nuevas estrellas, explicó King. El gas se enriquecería cada vez más en helio de generaciones anteriores de estrellas más masivas que el Sol.

Alrededores de NGC 2808.
Crédito: Davide de Martín (ESA/Hubble),
the ESA/ESO/NASA Photoshop FITS Liberator
& Digitized Sky Survey 2.

Los astrónomos asumieron comúnmente que los racimos globulares producen solamente una generación estelar porque la energía que irradia de la primera hornada de estrellas despejaría la mayor parte del gas residual necesario para hacer más estrellas. Pero un grupo fuerte como NGC 2808 es de dos a tres veces más masivo que un cúmulo globular típico y puede tener suficiente gravedad para colgar en suficiente gas, que luego se enriquece con helio de las primeras estrellas. De los cerca de 150 conglomerados globulares conocidos en nuestra Galaxia de la Vía Láctea, el NGC 2808 es uno de los más masivos, con más de 1 millón de estrellas.

Otra posible explicación para las múltiples poblaciones estelares es que NGC 2808 sólo puede estar enmascarado como un cúmulo globular. El agrupamiento estelar puede haber sido una galaxia enana que fue despojada de la mayor parte de su material debido a la captura gravitacional de nuestra Vía Láctea.

"Se sospecha que Omega Centauri, el primer grupo globular del grupo de Piotto que tiene varias generaciones de estrellas, es el núcleo remanente de una galaxia enana", dijo Bedin.

Aunque los astrónomos han buscado sólo dos grupos globulares para múltiples poblaciones estelares, dicen que esto puede ser una ocurrencia típica en otros grupos masivos.

"Nadie daría el paso radical de sugerir que el trabajo previo sobre otros grupos ya no es válido", dijo King. "Pero este descubrimiento muestra que el estudio de las poblaciones estelares en los cúmulos globulares ahora se abre en una nueva dirección".

El equipo planea utilizar el Very Large Telescope de ESO en Chile para hacer observaciones espectroscópicas de las abundancias químicas en NGC 2808, lo que puede ofrecer más pruebas de que las estrellas nacieron en diferentes momentos y dar pistas sobre cómo se formaron. También usarán el Hubble para buscar múltiples generaciones de estrellas en unos 10 grupos globulares más fuertes.

Notas.

El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.

Estos resultados se aceptan para su publicación en el 20 de mayo de 2007 Astrophysical Journal Letters, artículo en línea.

Los miembros del equipo son:

G. Piotto (Universidad de Padua), LR Bedin (ESO), J. Anderson (Universidad de Rice), IR King (Universidad de Washington), S. Cassisi (INAF- Observatorio Astronómico de Collurania), AP Milone Universidad de Padua), S. Villanova (Universidad de Padua), A. Pietrinferni (INAF-Observatorio Astronómico de Collurania), A. Renzini (INAF-Observatorio Astronómico de Padua).

Crédito de la imagen: 

NASA, ESA, G. Piotto (Universidad de Padua, Italia) y A. Sarajedini (Universidad de Florida, EE.UU.), reconocimiento: Davide de Martin (ESA / Hubble)

Publicado en Hubble el 2 de mayo del 2.007.