Encuentran en la Vía Láctea una insólita estrella supergigante azul que se mueve a gran velocidad

Un equipo internacional de astrónomos, liderado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de La Laguna (ULL), ha descubierto, tras una densa nube de gas y polvo interestelar en nuestra galaxia, una de la estrella más masiva y luminosa. Denominada 2MASS J20395358+4222505, se trata de una estrella supergigante azul y tiene una masa de casi 50 veces la masa del Sol, un radio de casi 40 veces el solar y una luminosidad que se acerca al millón de veces la de nuestro astro. Sin embargo, lo más desconcertante para los investigadores es una variación en su velocidad de 60 Km/s, sorprendentemente elevada para sus dimensiones. El objeto, que ya formaba parte de diferentes catálogos astronómicos, ha podido ser observado con gran precisión y detalle gracias al instrumento MEGARA, instalado en el Gran Telescopio Canarias (GTC o Grantecan). El estudio se publica hoy en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Región de Cygnus-X en las cercanías de la asociación Cygnus OB2. 2MASS J20395358+4222505 es la estrella enmarcada por encima de la nube de gas ionizado (en verde en la imagen) y que se puede ver en la imagen ampliada. Su color rojo revela que se trata de una estrella muy oscurecida, ya que intrínsecamente la estrella es de color azul debido a su alta temperatura (unos 24.000 grados). Imagen cortesía del proyecto GALANTE, obtenida con el telescopio JAST/T80 del observatorio de Javalambre (I.P. J. Maíz Apellániz).

La estrella 2MASS J20395358+4222505 es una de las más luminosas de nuestra galaxia. Está situada cerca del corazón de la región de formación estelar masiva más cercana, Cygnus-X, a unos 5.700 años luz de la Tierra. Sin embargo, J20395358+4222505 es una estrella desconocida. La razón de su casi anonimato es que ésta se encuentra detrás de densas nubes de gas y polvo que reducen su luz visible casi 10.000 veces antes de alcanzarnos. De este modo, la que sería intrínsecamente una estrella de magnitud 4, visible a simple vista (el ojo alcanza hasta una magnitud 6) es apenas una entrada más en los catálogos, una estrella de magnitud 14 (en astronomía, cuando más brillante es una estrella menor es su magnitud).

Por sus características peculiares, J20395358+4222505 fue observada durante la puesta a punto del espectrógrafo multiobjeto MEGARA tras su instalación en el Gran Telescopio Canarias (GTC o Grantecan), ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma). El resultado ha sido triplemente revelador para los investigadores.

En primer lugar, la estrella ha resultado ser una potente supergigante azul. Con una masa de casi 50 veces la masa del Sol, un radio de casi 40 veces el solar y una luminosidad que se acerca al millón de veces la del Sol, se trata de una de las estrellas más masivas y luminosas de la Vía Láctea. En segundo lugar, la estrella se encuentra en una rara fase de evolución, acercándose al final de su vida en la secuencia principal (donde las estrellas pasan el 90% de su vida) y a punto de sufrir importantes cambios que la transformarán. Los investigadores creen que, probablemente, la estrella pasará a ser una hipergigante azul, de las cuales se conocen muy pocas en la Vía Láctea.

La tercera sorpresa, la más inesperada, es que la estrella parece variar extraordinariamente su velocidad. Dos observaciones realizadas en días consecutivos muestran un cambio de velocidad de la estrella de hasta 60 km/s. Una velocidad tan elevada, en una estrella de masa tan grande, implica una influencia gravitatoria enorme que la obligue a desplazarse tan rápidamente. Los investigadores barajan dos posibles explicaciones: una estrella comparable o un objeto compacto (estrella de neutrones o agujero negro) como compañeros en un sistema binario. Sin embargo, en las observaciones no se advierte ningún signo de estrella compañera, lo que reduce aún más las opciones. Si se tratara de un objeto compacto, la estrella progenitora debería haber sido una de las de mayor masa de nuestra galaxia. 

“Por el momento, ya hemos descubierto que se trata de un coloso azul escondido tras una muralla de gas y polvo interestelar, astronómicamente, en el jardín de nuestra casa”, explica Artemio Herrero, catedrático de la Universidad de La Laguna (ULL) e investigador del IAC que ha dirigido el estudio. “Nuevas observaciones son necesarias para desentrañar la verdadera naturaleza de J20395358+4222505, cuya historia, tanto hacia el pasado como hacia el futuro, lo convierten en uno de los objetos más peculiares de la galaxia”, añade Sara Rodríguez Berlanas, investigadora de la Universidad de Alicante, que fue doctoranda en el IAC/ULL, y coautora del artículo. Las nuevas observaciones deberán confirmar los cambios de velocidad y permitir determinar una posible órbita.

Para Armando Gil de Paz, astrofísico de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) e investigador principal (IP) del instrumento MEGARA, "este proyecto demuestra que la información espectroscópica detallada que permiten instrumentos como MEGARA, unidos a grandes telescopios como GTC, son fundamentales para desvelar muchos de los misterios que objetos de apariencia tan irrelevante como J20395358+4222505 esconden", señala.

En el estudio también han participado otros investigadores del IAC y diversas instituciones, incluyendo la ESO, el Centro de Astrobiología (CAB), la Universidad de Munich, la Universidad de Innsbruck, la UCM y la empresa Fractal. El Gran Telescopio Canarias y los Observatorios del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) forman parte de la red de Infraestructuras Científicas y Técnicas Singulares (ICTS) de España.

Artículo: A. Herrero et al: “"The nature of the Cygnus extreme B supergiant 2MASS J20395358+4222505", MNRAS, Enero 2022. DOI: 10.1093/mnras/stab3660, enlace artículo.

Contacto en el IAC:

Artemio Herrero, ahd@iac.es

• Publicado en el IAC el 21 de febrero del 2022, enlace publicación.