El vestigio de la lucha gravitacional entre estrellas

Las imágenes de Hubble  muestran que un grupo de estrellas estaba librando su propia escaramuza contenciosa hace cientos de años en la Nebulosa de Orión. La pelea gravitacional terminó y por lo menos tres estrellas fueron expulsadas en direcciones diferentes.

Estas veloces estrellas observadas pasaron desapercibidas durante siglos hasta que, en las últimas décadas, dos de ellas fueron detectadas en observaciones de infrarrojos y de radio penetrando el espeso polvo en la Nebulosa de Orión.

Three-panel hubble image shows star motion
Esta ilustración de tres cuadros muestra cómo estrellas agrupadas pueden separarse, arrojando a los miembros al espacio. Panel 1: miembros de un sistema de múltiples estrellas que orbitan entre sí. Panel 2: dos de las estrellas se acercan en sus órbitas. Panel 3: las estrellas en órbita cercana eventualmente se fusionan o forman un binario muy concentrado. Este evento libera suficiente energía gravitacional para impulsar a todas las estrellas del sistema hacia afuera, como se muestra en el tercer panel. Créditos: NASA, ESA y Z. Levy (STScI)

 

 

Las observaciones mostraron que las dos estrellas observadas viajaban a altas velocidades en direcciones opuestas entre sí. El origen de las estrellas, sin embargo, era un misterio, hasta que los astrónomos rastrearon ambas estrellas 540 años atrás hasta el mismo lugar y sugirieron que formaban parte de un sistema de estrellas múltiples ya desaparecido. Pero la energía combinada del dúo (binario), que los propulsa hacia afuera, no se suma, entonces los investigadores razonaron que debía haber al menos otro culpable de este lanzamiento estelar.

Ahora el Telescopio Espacial Hubble de la NASA ha ayudado a los astrónomos a encontrar la última pieza del rompecabezas al capturar una tercera estrella fugitiva. Los astrónomos siguieron la trayectoria de la estrella nuevamente encontrada en la misma localización donde las dos estrellas previamente sabidas fueron situadas hace 540 años. El trío reside en una pequeña región de estrellas jóvenes llamada Nebulosa Kleinmann-low (nebulosa de Orión KL) , cerca del centro del vasto complejo de la Nebulosa de Orión, ubicada a 1.300 años luz de distancia.

“Las nuevas observaciones de Hubble proporcionan una gran evidencia  de que las tres estrellas fueron expulsadas de un sistema multiestelar”, dijo el investigador principal Kevin Luhman de la Penn State University en University Park, Pennsylvania. “Los astrónomos habían encontrado anteriormente algunos otros ejemplos de estrellas de movimiento rápido que se remontan a los sistemas de múltiples estrellas y por lo tanto, probablemente fueron expulsados. Pero estas tres estrellas son los ejemplos más jóvenes de estas estrellas eyectadas. Ellas son probablemente sólo unas pocos cientos, de hecho, basadas en imágenes infrarrojas, las estrellas todavía son lo suficientemente jóvenes como para tener discos de material sobrante de su formación “.

Las tres estrellas se están moviendo extremadamente rápido al salir de la Nebulosa Kleinmann-low, hasta casi 30 veces la velocidad de la mayoría de los habitantes estelares de esta nebulosa. Sobre la base de simulaciones por computadora, los astrónomos predijeron que estos remolcadores gravitatorios deberían ocurrir en cúmulos jóvenes, donde las estrellas recién nacidas se aglomeran. “Pero no hemos observado muchos más ejemplos, especialmente en cúmulos muy jóvenes”, dijo Luhman. “La Nebulosa de Orión podría estar rodeada de estrellas adicionales que fueron expulsadas de ella en el pasado y ahora están fluyendo lejos en el espacio”.

Los resultados del equipo han aparecido en la edición de hoy 20 de marzo de 2017 de The Astrophysical Journal Letters.

Luhman tropezó con la tercera estrella rápida, llamada fuente X, mientras buscaba planetas flotantes en la Nebulosa de Orión como miembro de un equipo internacional liderado por Massimo Robberto del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland. El equipo utilizó la visión cercana al infrarrojo de la Wide Field Camera 3 de Hubble, para llevar a cabo la investigación. Durante el análisis, Luhman comparó las nuevas imágenes infrarrojas tomadas en 2015 con las observaciones infrarrojas tomadas en 1998 por la Cámara de infrarrojos cercanos y el Espectrómetro de objetos múltiples (NICMOS). Observó que la fuente X había cambiado su posición considerablemente, en relación con las estrellas cercanas durante los 17 años entre las imágenes de Hubble, indicando que la estrella se movía rápidamente, alrededor de 210.000 Kilómetros por hora.

hubble nebula image with annotations and insets
La imagen por el telescopio espacial Hubble de la NASA muestra un agrupamiento de estrellas jovenes, llamado el cúmulo del trapecio (centro). La casilla situada justo encima del Grupo de Trapecio esboza la ubicación de las tres estrellas. Un primer plano de las estrellas está en la parte superior derecha. El lugar de nacimiento del sistema multiestelar está marcado como “posición inicial”. Dos de las estrellas, etiquetadas BN, e “I”, para la fuente I – se descubrieron décadas atrás. La fuente I está incrustada en el polvo grueso y no se puede ver. Recientemente se descubrió que la tercera estrella, “x”, para la fuente x, se movió notablemente entre 1998 y 2015, como se muestra en la imagen de inserción en la parte inferior derecha. Créditos: NASA, ESA, K. Luhman (Universidad Estatal de Penn) y M. Robberto (STScI).

Luhman entonces miró las localizaciones anteriores de la estrella, proyectando su trayectoria detrás en el tiempo, y se dio cuenta de que en la década de 1470 la fuente X había estado cerca de la misma ubicación inicial en la Nebulosa Kleinmann-low como las otras dos estrellas fugitivas, Becklin-Neugebauer (BN) y “fuente I.”

El BN fue descubierta en imágenes infrarrojas en 1967, pero su movimiento rápido no fue detectado hasta 1995, cuando las observaciones de radio midieron la velocidad de la estrella a 97.000 Kilómetros por hora. La Fuente I está viajando aproximadamente a 35.400 Kilómetros por hora. La estrella sólo había sido detectada en observaciones de radio porque está tan envuelta en polvo, que su luz visible e infrarroja está en gran medida bloqueada.

Las tres estrellas fueron expulsadas de su hogar cuando participaron en un juego de billar gravitacional, dijo Luhman. Lo que a menudo sucede cuando un sistema múltiple se deshace es que dos de las estrellas miembro se mueven lo suficientemente cerca la una de la otra y se fusionan o forman un sistema binario muy apretado. En cualquier caso, el evento libera suficiente energía gravitacional para impulsar a todas las estrellas del sistema hacia afuera. El episodio enérgico también produce un flujo masivo de material.

Futuros telescopios, como el Telescopio Espacial James Webb, podrán observar una gran franja de la Nebulosa de Orión. Al comparar las futuras imágenes de la nebulosa tomadas por el telescopio Webb con las realizadas por Hubble años antes, los astrónomos esperan identificar más estrellas fugitivas de otros sistemas multiestelares que se separaron.

Imagen de portada:

Es una de las imágenes astronómicas más detalladas jamás producidas, el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA capturó una mirada sin precedentes a la Nebulosa de Orión. Este extenso estudio tomó 105 órbitas de Hubble para completarla. Todos los instrumentos de imágenes a bordo del telescopio se utilizaron simultáneamente para estudiar Orión. El mosaico avanzado de la cámara cubre aproximadamente el tamaño angular aparente de la Luna Llena. Coordenadas Posición (RA): 5 35 9.73 Posición (Dec): -5 ° 24 ‘50.32 “Campo de visión: 30.03 x 30.03 arcminutes Orientación: Norte está a 0.0 ° a la izquierda de la vertical Colores y filtros Band Longitud de onda Telescopio Óptico B 435 nm Hubble Space Telescopio ACS Óptico V 555 nm Telescopio Espacial Hubble ACS Óptico H-alfa 658 nm Telescopio Espacial Hubble ACS Infrarrojo I 775 nm Telescopio Espacial Hubble ACS Infrarrojo Z 850 nm Telescopio Espacial Hubble Notas: Datos observacionales adicionales del instrumento WFI en el ESO.MPG Telescopio de 2,2 metros. NASA, ESA, M. Robberto (Space Telescope Science Institute/ESA) and the Hubble Space Telescope Orion Treasury Project Team

 

Fuente:

https://arxiv.org/abs/1703.05159v1

http://www.newswise.com/articles/view/671412/?sc=rssn&utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+NewswiseScinews+%28Newswise%3A+SciNews%29

 

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