Hallan cementerio de estrellas muertas en la Vía Láctea

Nube de puntos de arriba hacia abajo y vista lateral del inframundo galáctico de la Vía Láctea. Crédito: Universidad de Sydney

El primer mapa del “inframundo galáctico”, un gráfico de los cadáveres de soles que alguna vez fueron masivos y que desde entonces se han derrumbado en agujeros negros y estrellas de neutrones, ha revelado un cementerio que se extiende tres veces la altura de la Vía Láctea, y que casi un tercio de los objetos han sido arrojados fuera de la galaxia por completo.

“Estos remanentes compactos de estrellas muertas muestran una distribución y estructura fundamentalmente diferente a la galaxia visible”, dijo David Sweeney, Ph.D. estudiante del Instituto de Astronomía de Sydney en la Universidad de Sydney, y autor principal del artículo en la última edición de Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

“La ‘altura’ del inframundo galáctico es más de tres veces mayor en la propia Vía Láctea”, agregó. “Y un sorprendente 30 por ciento de los objetos han sido expulsados ​​por completo de la galaxia”.

Las estrellas de neutrones y los agujeros negros se forman cuando estrellas masivas—más de ocho veces más grandes que nuestro sol— agotan su combustible y colapsan repentinamente. Esto desencadena una reacción descontrolada que hace estallar las partes exteriores de la estrella en una explosión de supernova titánica, mientras que el núcleo sigue comprimiéndose sobre sí mismo hasta que, dependiendo de su masa inicial, se convierte en una neutrón estrella o un agujero negro.

En las estrellas de neutrones, el núcleo es tan denso que los electrones y los protones se ven obligados a combinarse a nivel subatómico en neutrones, comprimiendo su masa total en una esfera más pequeña que una ciudad. Si la masa de la estrella original es mayor que 25 veces la de nuestro sol, ese colapso impulsado por la gravedad continúa, hasta que el núcleo es tan denso que ni siquiera la luz puede escapar. Ambos tipos de cadáveres estelares deforman el espacio, el tiempo y la materia a su alrededor.

Hallan cementerio de estrellas muertas en la Vía Láctea

Imagen de nube de puntos de una Vía Láctea, vista de arriba hacia abajo y de lado. Crédito: Universidad de Sydney

Aunque se deben haber formado miles de millones desde que la galaxia era joven, estos cadáveres exóticos fueron arrojados a la oscuridad del espacio interestelar por la supernova que los creó y, por lo tanto, se deslizaron más allá de la vista y el conocimiento de los astrónomos, hasta ahora.

Al recrear cuidadosamente el ciclo de vida completo de las antiguas estrellas muertas, los investigadores han construido el primer mapa detallado que muestra dónde yacen sus cadáveres.

“Uno de los problemas para encontrar estos objetos antiguos es que, hasta ahora, no teníamos idea de dónde buscar”, dijo Peter Tuthill, profesor del Instituto de Astronomía de Sydney, coautor del artículo. “Las estrellas de neutrones y los agujeros negros más antiguos se crearon cuando la galaxia era más joven y tenía una forma diferente, y luego se sometieron a cambios complejos que abarcaron miles de millones de años. Ha sido una tarea importante modelar todo esto para encontrarlos”.

Las estrellas de neutrones y los agujeros negros recién formados se ajustan a la galaxia actual, por lo que los astrónomos saben dónde buscar. Pero las estrellas de neutrones más antiguas y agujeros negros son como fantasmas que aún acechan en una casa demolida hace mucho tiempo, por lo que son más difíciles de encontrar.

“Era como tratar de encontrar el mítico cementerio de elefantes”, dijo el profesor Tuthill, refiriéndose a un lugar donde, según la leyenda, los elefantes viejos van a morir solos, lejos de su grupo. “Los huesos de estas raras estrellas masivas tenían que estar ahí fuera, pero parecían envolverse en un misterio”.

Hallan cementerio de estrellas muertas en la Vía Láctea

Color de arriba hacia abajo y vista lateral de la galaxia visible de la Vía Láctea. Crédito: Universidad de Sydney

Sweeney agregó que “el problema más difícil que tuve que resolver para buscar su verdadera distribución fue dar cuenta de las ‘patadas’ que reciben en los momentos violentos de su creación. Las explosiones de supernova son asimétricas y los restos se expulsan a gran velocidad, hasta a millones de kilómetros por hora y, lo que es peor, esto sucede en una dirección desconocida y aleatoria para cada objeto”.

Pero nada en el universo se queda quieto por mucho tiempo, por lo que incluso conocer las magnitudes probables de las patadas explosivas no fue suficiente: los investigadores tuvieron que profundizar en las profundidades del tiempo cósmico y reconstruir cómo se comportaron durante miles de millones de años.

“Es un poco como en el billar”, dijo Sweeney. “Si sabes en qué dirección se golpea la pelota y con qué fuerza, entonces puedes averiguar dónde terminará. Pero en el espacio, los objetos y las velocidades son mucho más grandes. Además, la mesa no es plana, por lo que los restos estelares seguir órbitas complejas atravesando la galaxia”.

“Finalmente, a diferencia de una mesa de billar, no hay fricción, por lo que nunca disminuyen la velocidad. Casi todos los restos que se formaron todavía están ahí afuera, deslizándose como fantasmas a través del espacio interestelar”.

Los intrincados modelos que construyeron, junto con el investigador de la Universidad de Sydney, el Dr. Sanjib Sharma y el Dr. Ryosuke Hirai de la Universidad de Monash, codificaron dónde nacieron las estrellas, dónde encontraron su final ardiente y su eventual dispersión a medida que la galaxia evolucionó.

Hallan cementerio de estrellas muertas en la Vía Láctea

Color de arriba hacia abajo y vista lateral del inframundo galáctico de la Vía Láctea. Crédito: Universidad de Sydney

El resultado final es un mapa de distribución de la necrópolis estelar de la Vía Láctea.

“Fue un poco impactante”, dijo el Dr. Sharma. “Trabajo todos los días con imágenes de la galaxia visible que conocemos hoy, y esperaba que el inframundo galáctico fuera sutilmente diferente, pero similar a grandes rasgos. No esperaba un cambio de forma tan radical”.

En los mapas generados, los brazos espirales característicos de la Vía Láctea se desvanecen en la versión del ‘inframundo galáctico’. Estos están completamente borrados debido a la edad de la mayoría de los remanentes y los efectos borrosos de los impulsos energéticos de las supernovas que los crearon.

Aún más intrigante, la vista lateral muestra que el inframundo galáctico está mucho más “inflado” que la Vía Láctea, como resultado de la energía cinética inyectada por las supernovas que las elevan en un halo alrededor de la Vía Láctea visible.

“Quizás el hallazgo más sorprendente de nuestro estudio es que las patadas son tan fuertes que la Vía Láctea perderá por completo algunos de estos restos”, dijo el Dr. Hirai. “Los patean tan fuerte que alrededor del 30 por ciento de los estrellas de neutrones son arrojados al espacio intergaláctico, para nunca regresar”.

Hallan cementerio de estrellas muertas en la Vía Láctea

Vista dividida de la galaxia visible de la Vía Láctea frente a su inframundo galáctico. Crédito: Universidad de Sydney

Tuthill agregó que “para mí, una de las mejores cosas que encontramos en este trabajo es que incluso el vecindario estelar local alrededor de nuestro sol probablemente tenga estos visitantes fantasmales de paso. Estadísticamente, nuestro remanente más cercano debería estar a solo 65 años luz de distancia: más o menos en nuestro patio trasero, en términos galácticos”.

“La parte más emocionante de esta investigación aún está por delante”, dijo Sweeney. “Ahora que sabemos dónde buscar, estamos desarrollando tecnologías para ir a buscarlos. Apuesto a que el ‘inframundo galáctico’ no permanecerá envuelto en misterio por mucho más tiempo”.


Los datos del telescopio espacial Gaia revelan el núcleo original de la galaxia


Más información:
David Sweeney et al, El inframundo galáctico: la distribución espacial de remanentes compactos, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society (2022). DOI: 10.1093/mnras/stac2092

Proporcionado por
universidad de sydney


Citación: Se encuentra el cementerio de estrellas muertas de la Vía Láctea (29 de septiembre de 2022) recuperado el 29 de septiembre de 2022 de https://phys.org/news/2022-09-milky-graveyard-dead-stars.html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.