¿Los cúmulos de estrellas albergan muchas generaciones de estrellas o solo una? Los científicos han buscado durante mucho tiempo una respuesta y, gracias al telescopio MMT de la Universidad de Arizona, encontraron una en el Cúmulo de Patos Silvestres, donde las estrellas giran a diferentes velocidades, disfrazando su comúnaños.
En una asociación entre la UA y el Instituto Coreano de Astronomía y Ciencias Espaciales, un equipo de astrónomos coreanos y belgas utilizó instrumentos de la UA para resolver un rompecabezas sobre bandadas de estrellas llamadas cúmulos abiertos.
Los astrónomos han creído durante mucho tiempo que muchos cúmulos abiertos consisten en una sola generación de estrellas porque una vez que las estrellas se han formado, su radiación expulsa el material cercano necesario para hacer nuevas estrellas. Pero en el Cúmulo del Pato Salvaje, conocido por los científicos como Messier 11,o M11: las estrellas del mismo brillo aparecen en diferentes colores, lo que sugiere que son de diferentes edades. A menos que los científicos hayan perdido pistas importantes sobre la evolución estelar, tenía que haber otra explicación para la propagación de los colores en esta acumulación de aproximadamente 2.900 estrellas.
"Los astrónomos han estado trabajando en esta cuestión durante décadas", dijo Serena Kim, astrónoma asociada del Observatorio Steward de la UA. "¿Se forman grupos en una generación o en varias generaciones? Nuestro estudio respondió esta pregunta para el Grupo de Patos Silvestres".
Beomdu Lim de la Universidad Kyung Hee dirigió un equipo internacional de astrónomos que utilizaron el telescopio MMT, operado conjuntamente por la UA y el Observatorio Astrofísico Smithsoniano, para estudiar el grupo. En un estudio publicado en Astronomía de la naturaleza , el equipo descubrió que no son las edades de las estrellas las que hacen que aparezcan en una extensión de color: es su rotación.
Los cúmulos abiertos contienen miles de estrellas que, según la hipótesis de los astrónomos, se formaron a partir de las mismas nubes gigantes de gas. Estas estrellas vienen en todos los tamaños, desde estrellas azules gigantes de corta vida docenas de veces más masivas que nuestro sol, hasta bajas temperaturas de larga vida.enanos en masa que arderán durante 10 mil millones de años o más. El brillo y el color de cada estrella cambian a medida que envejece, lo que permite a los científicos determinar su edad.
"A medida que una estrella se hace más y más vieja, se ilumina y se vuelve más roja", dijo Lim.
Los astrónomos trazan el brillo y el color de las estrellas jóvenes en una línea diagonal, desde brillante, azul y masivo en la parte superior de la línea, hasta débil, rojo y menos masivo en la parte inferior, llamada secuencia principal.
El punto de inflexión, el punto en el que una estrella envejece y se desvía de la secuencia principal, se utiliza para determinar la edad de los cúmulos en función de la esperanza de vida de cada estrella.punto, como los autos en una autopista que toman la misma salida, entonces las estrellas del grupo tienen la misma edad.
Sin embargo, en el Wild Duck Cluster, las estrellas se desvían de la diagonal en diferentes puntos, como los automóviles que toman diferentes salidas a lo largo de una autopista.
"Esto no parece intuitivo, ya que se cree que las estrellas en un cúmulo abierto como M11 pertenecen a la misma generación", dijo Kim.
Lim y su equipo se propusieron descubrir qué propiedades estelares podrían explicar este patrón.
Giraron el telescopio MMT hacia el cúmulo para examinar el espectro de color de las estrellas usando una Hectochelle. El instrumento actúa como un prisma y difunde la luz de las estrellas en sus componentes, que los astrónomos llaman espectro. Los espectros son como códigos de barras, con cada líneaidentificando un químico diferente en la composición de la estrella.
Hectochelle puede capturar espectros detallados de muchas estrellas a la vez, por lo que es un instrumento ideal para observar cúmulos como el Pato Salvaje, que consta de miles de estrellas.
A medida que una estrella gira, un lado se mueve hacia la Tierra y el otro se aleja. La mitad de la estrella que gira hacia la Tierra emite luz con longitudes de onda que se ven aplastadas, haciendo que la luz se vea más azul de lo que sería si fuerala estrella no se movía. La mitad de la estrella que gira lejos de la Tierra hace que las longitudes de onda se vean estiradas, haciendo que su luz parezca más roja. Este aplastamiento y estiramiento hace que las líneas espectrales se extiendan a través de un rango de longitudes de onda, en lugar de pincharse en una sola.
Resulta que las estrellas en el Wild Duck Cluster se extienden en el espectro de color no debido a diferentes edades, sino a diferentes períodos de rotación.
"Los efectos de la rotación en la evolución estelar a menudo se descuidaron en el pasado", dijo Yaël Nazé, astrónomo de la Universidad de Lieja en Bélgica y coautor del artículo.
Los espectros también revelaron que las estrellas giran a diferentes velocidades. Lim y su equipo realizaron simulaciones por computadora para averiguar qué tan rápido gira cada estrella.
"Una estrella que gira rápidamente puede permanecer en la etapa de secuencia principal por más tiempo que una estrella que gira lentamente", dijo Lim. "Una amplia gama de velocidades de estrellas da como resultado diferencias de vidas entre las estrellas".
La velocidad de rotación es como una fuente de juventud para una estrella: cuanto más rápido gira, mejor mezcla el hidrógeno, el combustible de la estrella, en su núcleo. Cuanto más hidrógeno recibe el núcleo, más dura la estrella, causándoloparecer más rojo que los hermanos menores.
Las estrellas en el cúmulo aparecen en diferentes colores porque la nube en la que nacieron las puso en movimiento, lo que prolongaría la vida útil de algunas de ellas.
Aunque no forma parte del estudio del Wild Duck Cluster, Kim ha trabajado con Lim en el pasado para estudiar otros cúmulos estelares y descubrir misterios de la formación estelar. Sus colaboraciones son parte de una asociación creciente entre la UA y la Astronomía y el Espacio de CoreaInstituto de Ciencias.
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Materiales proporcionado por Universidad de Arizona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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