No pensarías que sería difícil fotografiar la estrella más masiva del cielo. Pero, ¿y si sus estrellas vecinas se encuentran entre las más masivas y están agrupadas? ¿Podrán tus ojos o la cámara distinguir entre todos estos puntos brillantes de luz?
A principios de este año, un equipo de astrónomos hizo exactamente eso usando técnicas de imágenes desarrolladas en la Universidad del Sur de Connecticut. Fotografiaron R136, un brillante cúmulo de estrellas en la constelación austral de Dorado, produciendo las imágenes más precisas jamás producidas. Las imágenes ayudaron a los científicos a determinar la masa de la estrella más masiva jamás descubierta.
«Siempre ha sido una especie de pregunta en la teoría de la formación de estrellas. ¿Cuál es el límite superior?» El astrónomo de SCSU Eliot Horch, quien formó parte del equipo de investigación que publicó el estudio, dijo. «Estas estrellas muy masivas son difíciles de simular en una computadora. Así que todavía hay mucho que no sabemos sobre ellas y es por eso que las observaciones son importantes».
El estudio ayuda a los astrónomos a comprender los extremos de la formación estelar, lo que ayuda a los científicos a comprender el ciclo de vida de las estrellas y la evolución del universo.
El corazón palpitante de la Nebulosa de la Tarántula
El cúmulo estelar R136 contiene la estrella más masiva descubierta hasta ahora, su nombre creativo R1361a. Entre 150 y 200 veces el tamaño del Sol, la estrella arde brillante e intensamente en una región del espacio poblada por estrellas brillantes e intensas. Hay tantas estrellas en el vecindario que es difícil distinguirlas.
«Si no tiene una imagen de buena resolución, no podrá distinguir las estrellas que están muy juntas», dijo Horch. “Se desdibujarán juntos”.
A simple vista en telescopios o binoculares, el cúmulo de estrellas aparece como un único punto brillante de luz, rodeado por la neblina luminosa de la Nebulosa de la Tarántula. Cuando se tomó la primera imagen de R136, se pensó que era un objeto mil veces más grande que el Sol. Solo desarrollos recientes, como este, han permitido a los científicos ver claramente las estrellas individuales de R136.
Para compensar, Horch y sus colegas maximizaron el poder del Telescopio Gemini Sur en las montañas chilenas utilizando una técnica llamada imagen moteada. Al tomar varios miles de imágenes de exposición corta y procesarlas cuidadosamente, el equipo pudo compensar el efecto de la atmósfera terrestre. Horch es un experto en la construcción de sistemas de cámaras para grandes telescopios.
«Usamos la cámara que diseñé para la óptica que se encuentra actualmente en el Telescopio Gemini Sur, que es uno de los más grandes del mundo», dijo Horch.
La región del espacio conocida como la Nebulosa de la Tarántula es una guardería estelar de mil años luz de ancho. Las brillantes estrellas azules de R136 se encuentran entre las más calientes y brillantes jamás descubiertas.
Foto: NASA, ESA, CSA, STScI, equipo de producción de Webb EROEstudios como este son importantes porque ayudan a los investigadores a comprender cómo nacen las estrellas e interpretar lo que los telescopios espaciales ven desde galaxias distantes, dijo la Dra. Elena Sabi, científica en formación estelar y evolución de cúmulos estelares en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial. .
«Mire las imágenes del Webb (telescopio espacial), en uno o dos píxeles, podría haber 50, 60 o incluso 100,000 estrellas», dijo el Dr. Sabi. Para interpretar correctamente esas señales, dijo, se necesitan buenos datos sobre la radiación de las estrellas grandes. «Toda esta información se basa en lo que podemos ver en el universo local. Es una prueba realmente importante para eso».
La Nebulosa de la Tarántula es el vivero de estrellas más grande del cielo nocturno. La región es rica en gas hidrógeno que se condensa debido a la presión gravitatoria. Miles de estrellas nacen allí, a menudo muy cerca. Si la Nebulosa de la Tarántula estuviera tan cerca de la Tierra como la Nebulosa de Orión, la región de formación de estrellas de la constelación de Orión dentro de nuestra galaxia, cubriría tanto del cielo nocturno como 75 lunas llenas colocadas una al lado de la otra y sería lo suficientemente brillante como para proyectar oscuridad.
El cúmulo de estrellas más grande y brillante de la Nebulosa de la Tarántula es R136, donde nació la estrella más masiva R136a1.
R136 es también el estallido estelar más cercano, una región del espacio que contiene estrellas densas, que experimenta una formación estelar acelerada, que podemos observar desde aquí en la Tierra. Espacios como este son muy raros en nuestra parte del universo.
Se encuentra en el centro de la Nebulosa de la Tarántula en la Gran Nube de Magallanes y es la estrella más grande descubierta hasta la fecha. Esta nueva imagen revisa nuestra comprensión de las estrellas más grandes y sugiere que pueden no ser tan masivas como se pensaba anteriormente.
Observatorio Internacional Gemini«Nuestra contraparte más cercana a R136 es un supercúmulo de estrellas. Vemos cúmulos de estrellas en galaxias en fusión», dijo la Dra. Anna Rosen, experta en formación estelar de la Universidad de California en San Diego. Rosen señaló galaxias de antena distantes que caían unas sobre otras. «Sabemos que estas regiones de formación de estrellas masivas son raras y que también tienden a ser entornos hostiles».
Se cree que la Vía Láctea es responsable de crear el duro entorno de R136 y la Nebulosa de la Tarántula. La nebulosa se encuentra en el borde de ataque de la Gran Nube de Magallanes, una galaxia que orbita la Vía Láctea. Esta región de la LMC es donde las fuerzas gravitatorias de la Vía Láctea exprimen los gases fríos en la densa Nebulosa de la Tarántula, creando la guardería estelar.
Piense en ello como dos barcos atravesando el agua. La Vía Láctea nace despierta en medio de las galaxias. El LMC, que también está en movimiento, está atascado en nuestra estela. Estrellas masivas nacen y mueren cuando la LMC se aprieta en nuestra estela.
«En unos pocos millones de años, estas estrellas masivas estarán muertas», dijo Rosen. Explicó que también están disipando los gases que los generaron con sus fuertes vientos solares. «Las estrellas son su peor enemigo, ya que una vez que comienzan a formarse empujan y calientan el gas que las rodea, apagando la formación estelar».
Pero en un entorno como el de la Nebulosa de la Tarántula, enorme y denso en gas, esos vientos estelares crean nuevas regiones altamente concentradas de gas e impulsan nuevos grupos de estrellas. El Dr. Sabi comparó esto con los saltos de pinball. Cada molécula de gas se dispara a través del espacio, un pinball. Cada nacimiento de estrellas rebota y voltea las bolas una y otra vez. Cuantos más rebotes, más estrellas nacen.
Las estrellas de R136 se encendieron hace solo unos pocos millones de años. La vida en la Tierra precede al nacimiento de esas estrellas. Si a los dinosaurios les importara mirar el cielo nocturno, no habrían visto las estrellas de R136. La vida también tiene buenas posibilidades de trascender esas estrellas. Las estrellas más grandes y calientes se queman más rápido
“Cuanto mayor sea, más rápido se quemará”, dijo el Dr. Sabi. «Las estrellas muy grandes duran tal vez tres, cuatro, cinco millones de años».
Las regiones de formación estelar como R136 no solo forman estrellas. Cada estrella es un horno que impulsa la formación de elementos pesados. Los componentes básicos de la vida, carbono, nitrógeno y oxígeno, se forman por fusión nuclear en los núcleos de estas estrellas. Cuando las estrellas supermasivas mueren como supernovas, este final violento genera elementos pesados como el oro, el plomo, el cobre y el zinc. El estudio de regiones de formación estelar intensa y masiva da a los astrónomos pistas sobre la rapidez con la que se formaron los elementos y la rapidez con la que evolucionó el universo mismo.
«(R136) está sirviendo como un laboratorio muy emocionante para estudiar nuestra contraparte superestrella más cercana», dijo el Dr. Rosen. «Los cúmulos de superestrellas probablemente fueron más comunes en épocas anteriores del universo».
Horch tiene la intención de utilizar las técnicas de imagen desarrolladas para este estudio para estudiar sistemas estelares binarios y triples, y sistemas solares con múltiples estrellas que se orbitan entre sí. Explicó que la mayoría de las estrellas ocurren en pares.
“Estas estrellas que se forman en cúmulos, también se forman con planetas”, dijo Horch. Comprender cómo funcionó este tipo de formación podría explicar lo que estaba sucediendo aquí en nuestro sistema solar, dijo. «Tenemos que entender cómo los sistemas como nuestro propio sistema solar desarrollan la capacidad de la vida desnuda».
Horch espera poder compartir este apasionante campo con los estudiantes de la Universidad Estatal del Sur de Connecticut, donde ha enseñado durante 15 años. Él dice que el departamento de física está creciendo rápidamente y compitiendo con Yale, UConn y Wesleyan en investigación astronómica.
“Esta es un área donde el Sur es muy fuerte”, dijo Horch. «Aquí estamos en una mezcla de las mejores escuelas de física y astronomía».
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