ASTRÓNOMOS DESCUBREN EL CÚMULO GLOBULAR MÁS POBRE EN METALES

Un equipo internacional de astrónomos dirigido por Soren Larsen, de la Universidad de Radboud, Nijmegen, Países Bajos, ha descubierto accidentalmente un cúmulo globular en la galaxia de Andromeda con el record de menor cantidad de “metales”.

Los cúmulos globulares están formados por miles, inclusive millones de estrellas, agrupadas por gravedad en lo que parece un enjambre. Las edades estimadas para sus estrellas los convierten en objetos muy antiguos, hasta 12,000 millones de años en el pasado.

Prácticamente todas las galaxias cuentan con cientos o miles de estos cúmulos. Por ejemplo, nuestra Vía Láctea tiene unos 160, aunque hay galaxias elípticas gigantes con decenas de miles.

Algunos ejemplos de cúmulos globulares en nuestra galaxia. Crédito: HST/NASA/JPL

Por otro lado, en astronomía se le llama “metales” a los elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio. Aunque desde el punto de vista químico esta definición no es clara, el término se usa por costumbre en la literatura científica especializada.

La producción de estos elementos “metálicos”, como carbono, fósforo, magnesio, fierro, etc., se da principalmente de dos maneras: en los interiores estelares, gracias a las reacciones de fusión nuclear, y en la etapa final de las estrellas masivas, cuando explotan como supernovas.

Como cada generación de estrellas contiene materiales de otras que murieron anteriormente, cuanto más vieja sea una estrella, menos elementos pesados, o “metales”, debería contener. El Sol por ejemplo, es una estrella de tercera generación, tiene bastantes elementos pesados: sodio, calcio, oro, plata, fierro, …

El cúmulo globular estudiado por Larsen y sus colegas es parte de la galaxia de Andrómeda, a 88,000 años luz de su centro y se llama RBC EXT8. En general, tanto la galaxia como sus cúmulos se ubican a unos 2.5 millones de años luz de nosotros.

Lo que encontraron los astrónomos fue que las estrellas del globular tienen en promedio 800 veces menos metales que el Sol, en especial fierro, y son tres veces más pobres que el anterior récord más bajo en estos cúmulos.

Ubicación de RBC EXT8 en Andrómeda y una imagen aumentada con el telescopio CFHT. Crédito: ESASky/CFHT

Se sabe que las estrellas de los globulares contienen pocos metales, podemos considerarlas de segunda generación. Sin embargo, el hallazgo en RBC EXT8 cuestiona el llamado “piso de metalicidad”, un límite inferior para estos objetos. Un punto interesante de RBC EXT8, que los científicos mencionan en el estudio, es que la cantidad de elementos como silicio, calcio y titanio es típica de otros cúmulos, pero la de magnesio y fierro es muy poca.

Entre las propuestas para explicar la baja metalicidad del cúmulo está la de dos “poblaciones” o generaciones diferentes. Dicho de otra manera, el cúmulo pudo haberse formado en dos pasos: el primero donde nacieron estrellas pobres en metales y el segundo donde nacieron estrellas con un poco más de metales.

Los resultados se publican esta semana en la revista Science.

Un encuentro fortuito

El 25 de octubre de 2019, los investigadores hicieron observaciones con el espectrómetro HIRES, del Telescopio Keck en Hawaii, hacia cinco cúmulos globulares en la galaxia de Andrómeda. Originalmente, RBC EXT8 no estaba en el programa, pero los astrónomos tuvieron un par de horas extra y decidieron apuntar hacia este cúmulo. Los científicos obtuvieron dos imágenes espectrales de 20 minutos cada una, con las que estudiaron el contenido de elementos químicos. Posteriormente usaron tres imágenes de archivo del Telescopio Canadá-Francia-Hawaii para determinar el tamaño del cúmulo, estimado en alrededor de 36.5 años luz.

Ejemplo de otro cúmulo globular en la galaxia de Andrómeda.

Entre las preguntas que permanecen sin respuesta están, ¿cómo y cuándo se pudo formar el cúmulo RBC EXT8? y ¿existen más casos similares, o inclusive, hay otros cúmulos con menor cantidad de metales? Si los globulares nacieron muy temprano en el Universo, entonces su importancia es obvia: son como reliquias que nos informan de las condiciones tempranas del cosmos.

Artículo de referencia

“An Extremely Metal-Deficient Globular Cluster in the Andromeda Galaxy,” Soren S. Larsen, Aaron J. Romanowsky, Jean P. Brodie, Asher Wasserman, 2020 Oct. 16, Science.

Otras notas en idioma ingles:

Anemic Star Cluster Breaks Metal-Poor Record
Astronomers discover metal-poor globular cluster by chance

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