Retrato familiar estelar en rayos X.

NGC 6231.

Imagen producida en infrarrojos y rayos X.

• Fecha de lanzamiento 02 de mayo de 2018, enlace publicación.

De alguna manera, los cúmulos de estrellas son como familias gigantes con miles de hermanos estelares. Estas estrellas provienen de los mismos orígenes, una nube común de gas y polvo, y están unidas por la gravedad. Los astrónomos creen que nuestro Sol nació en un cúmulo estelar hace unos 4.600 millones de años, que rápidamente se dispersó.

Al estudiar los cúmulos de estrellas jóvenes, los astrónomos esperan aprender más sobre cómo nacen las estrellas, incluido nuestro Sol. NGC 6231, ubicado a unos 5.200 años luz de la Tierra, es un banco de pruebas ideal para estudiar un cúmulo estelar en una etapa crítica de su evolución: no mucho después de que la formación estelar se haya detenido.

El descubrimiento de NGC 6231 se atribuye a Giovanni Battista Hodierna, un matemático y sacerdote italiano que publicó observaciones del cúmulo en 1654. Los observadores del cielo hoy en día pueden encontrar el cúmulo de estrellas al suroeste de la cola de la constelación de Scorpius.

El Observatorio de rayos X Chandra de la NASA se ha utilizado para identificar a las jóvenes estrellas similares al Sol en NGC 6231, que hasta hace poco se habían estado ocultando a plena vista. Los cúmulos estelares jóvenes como NGC 6231 se encuentran en la banda de la Vía Láctea en el cielo. Como resultado, las estrellas intrincadas que se encuentran delante o detrás de NGC 6231 superan con creces a las estrellas en el cúmulo. Estas estrellas generalmente serán mucho más antiguas que las de NGC 6231, por lo que los miembros del grupo pueden identificarse mediante la selección de signos de juventud estelar.

Imágenes de Rayos X e Infrarrojos de NGC 6231. Al estudiar cúmulos jóvenes,
los astrónomos esperan aprender más sobre cómo nacen las estrellas, incluido nuestro Sol.
NGC 6231 es un banco de pruebas ideal para estudiar un cúmulo estelar no mucho
después de que la formación estelar se haya detenido. La imagen de rayos X de Chandra
(izquierda) muestra la región interna de NGC 6231, donde rojo, verde y azul representa
los rayos X inferiores, medios y de alta energía. La emisión de rayos X más brillante es blanca.
A la derecha se muestra una imagen infrarroja de campo amplio de la misión WISE de
la NASA.
Crédito: Rayos X: NASA / CXC / Univ. De Valparaiso / M Kuhn y otros; IR: NASA / JPL / WISE

Las estrellas jóvenes se destacan por Chandra porque tienen una fuerte actividad magnética que calienta su atmósfera exterior a decenas de millones de grados Celsius y hace que emitan rayos X. Las mediciones infrarrojas ayudan a verificar que una fuente de rayos X es una estrella joven y a inferir las propiedades de la estrella.

Esta imagen de rayos X de Chandra de NGC 6231 muestra un primer plano de la región interna del cúmulo. Chandra puede detectar un rango de luz de rayos X, que se ha dividido en tres bandas para crear esta imagen. Rojo, verde y azul representa los rayos X de baja, media y alta energía. La emisión de rayos X más brillante es blanca.

Los datos de Chandra, combinados con los datos infrarrojos del VISTA de ESO en el sondeo de la Vía Láctea han proporcionado el mejor censo de estrellas jóvenes en NGC 6231 disponible.

Se estima que hay 5.700 a 7.500 estrellas jóvenes en NGC 6231 en el campo de visión de Chandra, casi el doble de estrellas en el conocido cúmulo estelar de Orión. Las estrellas en NGC 6231 son ligeramente más antiguas (3,2 millones de años en promedio) que las de Orion (2,5 millones de años). Sin embargo, NGC 6231 tiene un volumen mucho mayor y, por lo tanto, la densidad numérica de sus estrellas, es decir, su proximidad entre sí, es mucho menor, en un factor de aproximadamente 30. Estas diferencias permiten a los científicos estudiar la diversidad de propiedades de la estrella grupos durante los primeros millones de años de su vida.

Los estudios de Chandra sobre este y otros cúmulos estelares jóvenes, han permitido a los astrónomos construir una muestra a partir de la cual se pueda estudiar la evolución del cúmulo. Estos cúmulos provienen de docenas de regiones de formación de estrellas, pero NGC 6231 agrega una pieza crucial a este rompecabezas porque muestra cómo se ve un cúmulo después del final de la formación estelar. Una comparación de edades, tamaños y masas de conglomerados en esta muestra implica que NGC 6231 se ha expandido desde un estado inicial más compacto, pero no se ha expandido lo suficientemente rápido para que sus estrellas se liberen de la atracción gravitacional del grupo. Los astrónomos no están seguros de lo que sucederá a continuación: ¿permanecerá unido por la gravedad? ¿O sus componentes algún día se dispersarán como alguna vez lo hizo el grupo ancestral de nuestro Sol?

Las regiones cercanas de formación estelar frecuentemente contienen múltiples cúmulos de estrellas, la mayoría de los cuales son individualmente menos masivos que NGC 6231. La estructura simple de NGC 6231, junto con su masa relativamente alta, sugiere que NGC 6231 se construyó mediante fusiones de varios cúmulos estelares su duración, un proceso conocido como "conjunto de cúmulos jerárquico".

Se han publicado dos artículos que describen estudios recientes de NGC 6231, ambos dirigidos por Michael Kuhn en la Universidad de Valparaíso en Chile, y están disponibles en línea en https://arxiv.org/abs/1706.00017 y https://arxiv.org /abs/1710.01731.

El Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsonian de Cambridge, Massachusetts, controla la ciencia y las operaciones de vuelo de Chandra.

Crédito:

Rayos X: NASA / CXC / Univ. de Valparaiso / M. Kuhn y otros; 

Infarrojos: NASA / JPL / WISE