Los cúmulos globulares son descritos a menudo como fósiles antiguos y estrechamente ligados a los inicios de la Vía Láctea. Se ha creído durante mucho tiempo que estas densas agrupaciones de estrellas han sobrevivido y permanecido inalteradas durante miles de millones de años.
Sin embargo, nuevas observaciones sugieren que al menos algunos de ellos están lejos de ser estables. Los astrónomos han detectado ahora un cúmulo, NGC 6569, perdiendo activamente sus estrellas hacia el abultamiento central de la Vía Láctea.
Utilizando huellas dactilares estelares detalladas, el estudio revela que este cúmulo de 13 mil millones de años se está desintegrando lentamente debido a la gravedad de la galaxia, alimentando con estrellas al abultamiento circundante a un ritmo medible.
“Hemos llevado a cabo la primera encuesta espectroscópica de campo amplio y resolución media de NGC 6569. Nuestros hallazgos proporcionan evidencia de que NGC 6569 está perdiendo activamente estrellas a través del desprendimiento de marea”, señalan los autores del estudio.
Este descubrimiento proporciona evidencia directa y poco común de cómo los cúmulos globulares se disuelven con el tiempo y remodelan la población estelar de la Vía Láctea.
Detectando la pérdida oculta de estrellas del cúmulo
NGC 6569 se encuentra a unos 35.500 años luz de la Tierra, en lo profundo del abarrotado abultamiento central de la Vía Láctea (una región de nuestra galaxia donde millones de estrellas se apiñan en un espacio reducido). Es relativamente masivo, aproximadamente 230.000 veces la masa del Sol, y contiene estrellas más ricas en elementos pesados que muchos otros cúmulos globulares.
Estudiar estos cúmulos es difícil porque el abultamiento está repleto de estrellas, lo que dificulta determinar qué estrellas pertenecen al cúmulo y cuáles simplemente están pasando.
Para superar este desafío, los investigadores utilizaron el Telescopio Anglo-Australiano (AAT) como parte de la Encuesta de Estrellas Extra-Mareales del Abultamiento de la Vía Láctea (MWBest). El objetivo de esta encuesta es comprender cómo los cúmulos globulares se desintegran lentamente bajo las fuertes fuerzas gravitatorias cerca del centro de la galaxia.
Los investigadores recopilaron espectros de resolución media de 303 estrellas dentro y alrededor de NGC 6569. Estos espectros revelan tanto la composición química de las estrellas como su velocidad.
Al combinar esta información con datos de movimiento precisos, el equipo pudo identificar estrellas que una vez pertenecieron al cúmulo pero ahora se están desviando.
¿Cuánta pérdida está ocurriendo?
Este enfoque permitió a los astrónomos identificar 40 estrellas ubicadas muy por fuera del cuerpo principal del cúmulo, entre 7 y 30 minutos de arco de su centro, que comparten las mismas firmas químicas y de movimiento que NGC 6569.
Estas estrellas se interpretan como auténtos restos de marea: estrellas que han sido extraídas del cúmulo por las mareas gravitacionales de la Vía Láctea. Cinco de estas estrellas parecen formar un tenue halo de restos alrededor del cúmulo.
El equipo también comparó las estrellas que aún están ligadas al cúmulo con las estrellas de campo circundantes. Descubrieron que alrededor del 35 por ciento de las estrellas cercanas comparten el movimiento de NGC 6569, lo que sugiere que el cúmulo está incrustado en su propio material desprendido.
Al combinar datos químicos con modelado dinámico, los investigadores estimaron que NGC 6569 está perdiendo estrellas a un ritmo equivalente a la masa de aproximadamente uno a uno y medio Soles cada millón de años, lo que suma alrededor del 5,6 por ciento de la masa total del cúmulo durante mil millones de años.
Por qué este descubrimiento de cúmulos globulares es importante
Estos hallazgos ayudan a resolver un rompecabezas de larga data en la astronomía. Los modelos teóricos han predicho durante mucho tiempo que los cúmulos globulares cerca del centro galáctico deberían perder la mayor parte de su masa con el tiempo, pero la evidencia observacional clara ha sido escasa, especialmente para los cúmulos en el abultamiento.
Si bien alrededor de una cuarta parte de los cúmulos globulares del halo muestran colas de marea, estas características rara vez se detectan en los cúmulos del abultamiento debido al extremo hacinamiento y el polvo. Este estudio demuestra que el desprendimiento de marea no solo es posible en el abultamiento, sino que está ocurriendo activamente.
Los resultados también sugieren que los cúmulos globulares como NGC 6569 desempeñan un papel importante en la construcción del abultamiento de la Vía Láctea al donar constantemente estrellas a este.
Sin embargo, el estudio también tiene limitaciones. La idea de que el cúmulo se está moviendo a través de un tubo de sus propios restos de marea sigue siendo una hipótesis y debe probarse con simulaciones N-cuerpo detalladas que puedan modelar la evolución a largo plazo del cúmulo.
A continuación, los investigadores planean ampliar este enfoque quimio-dinámico a otros cúmulos del abultamiento. Al hacerlo, esperan obtener una imagen más clara de cuántos cúmulos globulares se están disolviendo lentamente y de cuánta población estelar central de la Vía Láctea proviene de estos antiguos sistemas estelares.
“Extender este enfoque a toda la muestra MWBest aclarará en última instancia el papel acumulativo de la disolución de los GC en la construcción del abultamiento galáctico”, concluyeron los autores del estudio.
El estudio se publicó en arXiv.