Gaia detecta estrellas viajando entre galaxias.
Misión Gaia de la ESA.
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| Estrellas veloces en la Vía Láctea. Las posiciones y las órbitas reconstruidas de 20 estrellas de alta velocidad, representadas en la parte superior de una vista artística de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Estas estrellas se identificaron utilizando datos del segundo lanzamiento de la misión Gaia de la ESA. Las siete estrellas que se muestran en rojo están alejándose de la galaxia y podrían viajar lo suficientemente rápido como para finalmente escapar de su gravedad. Sorprendentemente, el estudio reveló también trece estrellas, que se muestran en naranja, que corren hacia la Vía Láctea: podrían ser estrellas de otra galaxia, que se acercan a la nuestra. Copyright ESA (impresión y composición del artista); Marchetti et al 2018 (posiciones de estrella y trayectorias); NASA / ESA / Hubble (galaxias de fondo), CC BY-SA 3.0 IGO. |
Mientras buscaba estrellas hiperveloces que escapan de la Vía Láctea con el último conjunto de datos de la misión Gaia de la ESA, un equipo de astrónomos descubrió por sorpresa cómo una serie de estrellas viajaban hacia el interior de nuestra Galaxia, quizá procedentes de una galaxia distinta.
En abril, el satélite astrométrico de la ESA publicó un catálogo sin precedentes, de más de mil millones de estrellas. Astrónomos de todo el mundo han estado trabajando sin descanso estos últimos meses con este extraordinario conjunto de datos, escudriñando las propiedades y los movimientos de las estrellas de nuestra Galaxia y más allá con una precisión inédita, lo que ha dado lugar a una multitud de nuevos e interesantes estudios.
La Vía Láctea contiene más de cien mil millones de estrellas. La mayoría se halla en un disco con un centro denso y abultado, en mitad del cual hay un agujero negro supermasivo. El resto se extiende por un halo esférico mucho mayor.
Las estrellas circulan por la Vía Láctea a cientos de kilómetros por segundo, y sus movimientos contienen cantidades ingentes de información sobre el pasado de la Galaxia. Las estrellas más rápidas son las denominadas “estrellas de hipervelocidad”. Se cree que nacen cerca del centro galáctico, del que escapan hacia los límites de la Vía Láctea por su interacción con el agujero negro.
Hasta ahora solo se ha descubierto un pequeño número de estrellas hiperveloces, por lo que el segundo catálogo de datos de Gaia ofrece una oportunidad única para buscar más estrellas de este tipo.
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| El cielo de Gaia en color. Crédito: ESA/Gaia/DPAC |
Nada más publicarse el nuevo conjunto de datos, varios grupos de astrónomos se adentraron en él en busca de estrellas de hipervelocidad. Entre ellos, tres científicos de la Universidad de Leiden (Países Bajos), a los que el catálogo deparaba una gran sorpresa.
Gaia ha medido las posiciones, paralajes (que indican su distancia) y movimientos bidimensionales en el plano del firmamento de mil trescientos millones de estrellas. Y para un subconjunto de siete millones de las estrellas más brillantes, también ha medido con qué velocidad se alejan de nosotros.
“Entre esos siete millones de estrellas de Gaia con mediciones completas de velocidades tridimensionales, encontramos veinte que viajaban con rapidez suficiente como para acabar escapando de la Vía Láctea”, explica Elena Maria Rossi, autora del nuevo estudio.
Elena y sus colegas, que el año pasado ya habían descubierto varias estrellas de hipervelocidad en un estudio exploratorio basado en el primer catálogo de datos de Gaia, se vieron gratamente sorprendidos, ya que esperaban encontrar como mucho una estrella que escapara de la Galaxia entre los siete millones. Pero aún hay más.
“En lugar de alejarse del centro galáctico, la mayoría de las estrellas de hipervelocidad detectadas parecen acercarse a él”, añade Tommaso Marchetti, coautor del estudio.
“Podría tratarse de estrellas de otra galaxia, que están atravesando la Vía Láctea”.
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| La Gran Nube de Magallanes (LMC), una de las galaxias más cercanas a nuestra Vía Láctea, vista por el satélite Gaia de la ESA, que utiliza información del segundo lanzamiento de datos de la misión. Esta vista no es una fotografía, sino que ha sido compilada mapeando la cantidad total de radiación detectada por Gaia en cada píxel, combinada con mediciones de la radiación tomada a través de diferentes filtros en la nave espacial para generar información de color. La imagen está dominada por las estrellas más brillantes y masivas, que eclipsan en gran medida a sus contrapartes más débiles y de menor masa. En esta vista, la barra del LMC está delineada con gran detalle, junto con regiones individuales de formación de estrellas como el gigante 30 Doradus, visible justo encima del centro de la galaxia. Reconocimiento: Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC); A. Moitinho/A. F. Silva / M. Barros / C. Barata, Universidad de Lisboa, Portugal; H. Savietto, Fork Research, Portugal. Copyright: ESA / Gaia / DPAC. |
Es posible que estas intrusas intergalácticas sean originarias de la Gran Nube de Magallanes, una galaxia relativamente pequeña que orbita la Vía Láctea, aunque también podrían proceder de una galaxia aún más lejana. Si ese es el caso, acarrean la impronta de su lugar de origen, y su estudio a distancias mucho más cercanas que su galaxia progenitora puede ofrecer información única sobre la naturaleza de las estrellas de otras galaxias, de forma similar a lo que sucede al estudiar material marciano traído hasta nuestro planeta por meteoritos.
“Las estrellas pueden acelerarse a altas velocidades cuando interactúan con un agujero negro supermasivo”, apunta Elena.
“Así, la presencia de estas estrellas podría ser un signo de este tipo de agujeros negros en galaxias cercanas. Pero las estrellas también podrían haber formado parte de un sistema binario, y haber sido lanzadas hacia la Vía Láctea cuando su compañera explotó en forma de supernova. En cualquier caso, estudiarlas nos permitiría saber más sobre este tipo de procesos en galaxias vecinas”.
Otra explicación es que las estrellas recién identificadas podrían ser nativas del halo de nuestra Galaxia, y se habrían acelerado y desplazado hacia el interior por la interacción con una de las galaxias enanas que cayeron hacia la Vía Láctea durante su formación. Contar con información adicional sobre la edad y la composición de las estrellas podría ayudar a los astrónomos a aclarar su origen.
“Una estrella del halo de la Vía Láctea probablemente sea bastante antigua y esté formada en su mayoría por hidrógeno, mientras que las estrellas de otras galaxias podrían contener gran cantidad de elementos más pesados”, señala Tommaso.
“Observar los colores de las estrellas nos da más información sobre su composición”.
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| El satélite Gaia de la ESA. El satélite Gaia de la ESA es un telescopio espacial diseñado para medir las posiciones de miles de millones de estrellas con una precisión sin precedentes. Gaia se lanzó el 19 de diciembre de 2013 y se encuentra en el punto L2 Lagrange, la misma ubicación que tendrá el próximo telescopio espacial James Webb NASA/ESA/CSA James Webb. Crédito: ESA / ATG medialab. |
Nuevos datos ayudarán a esclarecer la naturaleza y el origen de estas estrellas, y el equipo empleará telescopios terrestres para saber más sobre ellas. Entretanto, Gaia seguirá observando la totalidad del firmamento, incluidas las estrellas analizadas en este estudio.
Además de investigar la naturaleza de estas posibles intrusas estelares, el equipo también está buceando en el conjunto de datos del segundo lanzamiento de Gaia en busca de más estrellas hiperveloces, aunque sus esperanzas también están puestas en el futuro. Hay al menos otros dos catálogos de datos de Gaia previstos para la década de 2020 y cada uno de ellos proporcionará datos nuevos e información más precisa sobre un conjunto mayor de estrellas.
“En el futuro esperamos contar con mediciones completas de la velocidad tridimensional de hasta ciento cincuenta millones de estrellas”, adelanta Anthony Brown, coautor del estudio y presidente del comité ejecutivo del Consorcio para el Procesamiento y Análisis de Datos de Gaia (DPACE).
“Esto contribuirá a localizar cientos o miles de estrellas de hipervelocidad, comprender mucho mejor su origen y usarlas para investigar el entorno del centro galáctico y la historia de nuestra Galaxia”, añade.
“Este fantástico hallazgo muestra que Gaia es toda una máquina que allana el terreno para nuevos e inesperados descubrimientos sobre nuestra Galaxia”, concluye Timo Prusti, científico del proyecto Gaia de la ESA.
Notas para los editores.
El artículo “Gaia DR2 in 6D: Searching for the fastest stars in the Galaxy” de T. Marchetti et al., está publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Para más información:
Elena Maria Rossi
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 6 8112 1440
Email: emr@strw.leidenuniv.nl
Tommaso Marchetti
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden,The Netherlands
Tel: +31 6 4776 9205
Email: marchetti@strw.leidenuniv.nl
Anthony Brown
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
Email: brown@strw.leidenuniv.nl
Timo Prusti
Gaia Project Scientist
European Space Agency
Email: timo.prusti@esa.int
Markus Bauer
ESA Science Communication Officer
Tel: +31 71 565 6799
Mob: +31 61 594 3 954
