La Vía Láctea no puede retener todas sus estrellas. Algunos de ellos son expulsados ​​al espacio intergaláctico y pasan sus vidas en un viaje incierto. Un equipo de astrónomos examinó más de cerca la más masiva de estas estrellas fugitivas para ver qué podían descubrir y cómo eran expulsadas.

Cuando los astrónomos observan un campo de estrellas en la Vía Láctea, una de las cosas que miden es la distribución de velocidades. La distribución general de velocidades de la población estelar refleja la rotación de la galaxia. Y cuando una estrella no está en armonía con la rotación de la galaxia, llama la atención de los astrónomos.

Un equipo de astrónomos que trabajaba con dos catálogos de estrellas masivas encontró un montón de estrellas que se movían de manera diferente a la galaxia. Son estrellas fugitivas que están saliendo de la galaxia.

Los nuevos hallazgos se encuentran en un artículo titulado “Estrellas O y Be fugitivas galácticas encontradas usando Gaia DR3”. Se publicará próximamente en la revista Astronomy and Astrophysics y la autora principal es Mar Carretero Castrillo, investigadora de posgrado en el Departamento de Física Cuántica y Astrofísica del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona.

Castrillo y sus colegas basaron su trabajo en dos catálogos estelares. Son el Catálogo Galáctico O-Star (GOSC) y el Be Star Spectra (BeSS). Ambos son catálogos de diferentes tipos de estrellas masivas: estrellas de tipo O y estrellas de tipo Be, y sus subtipos.

Los investigadores también utilizaron datos de Gaia, la poderosa nave espacial de medición de estrellas de la ESA. Emplea la astrometría para medir las posiciones, distancias y movimientos de mil millones de estrellas. La misión de Gaia es cambiar la astronomía proporcionando datos precisos y sólidos que otros investigadores puedan utilizar en sus propias investigaciones. Este artículo se basa en una combinación de datos de Gaia y datos de los dos catálogos.

Nadie sabe cuántas estrellas fugitivas están saliendo de nuestra galaxia, pero los astrónomos siguen encontrando más. Algunas estimaciones dicen que hay 10 millones de estrellas fugitivas huyendo de la Vía Láctea, pero no lo sabemos con seguridad. Puede depender del mecanismo que los ahuyenta, y eso es algo que los astrofísicos no comprenden del todo.

Este estudio tiene como objetivo arrojar algo de luz sobre el fenómeno de las estrellas desbocadas observando específicamente estrellas masivas.

“Una fracción importante de las estrellas masivas son estrellas fugitivas. Estas estrellas se mueven con una velocidad particular significativa con respecto a su entorno”, explican los autores. Se propusieron descubrir y caracterizar las estrellas masivas y de tipo temprano desbocadas en ambos catálogos examinando los datos de Gaia.

“Las estrellas OB masivas de tipo temprano son las más luminosas de la Vía Láctea”, explican. Las estrellas OB no sólo son masivas y jóvenes, sino que también son extremadamente calientes. Se forman entre sí en grupos poco organizados llamados asociaciones de OB. Como son jóvenes y atractivos, no duran mucho. Son importantes en astronomía porque son muy masivas y energéticas y porque muchas de ellas explotan como supernovas. Por eso existen catálogos específicos dedicados a ellos.

El equipo cruzó los datos de Gaia con los catálogos GOSC y BeSS y obtuvo 417 estrellas de tipo O y 1335 estrellas de tipo Be presentes tanto en Gaia como en los catálogos, respectivamente. De ellas, encontraron 106 estrellas fugitivas de tipo O, lo que representa el 25,4 % de las estrellas en el catálogo de GOSC. Cuarenta y dos de ellos han sido identificados recientemente.

Encontraron 69 estrellas Be fugitivas, que representan el 5,2% de las estrellas del catálogo de estrellas de tipo Be. Cuarenta y siete de ellos han sido identificados recientemente. En general, las estrellas de tipo O se mueven más rápido que las estrellas de tipo Be.

¿Por qué las estrellas masivas constituyen una proporción tan alta de estrellas fugitivas? Hay dos teorías en competencia que intentan explicar las estrellas desbocadas, y ambas involucran estrellas masivas. Uno es el escenario de eyección dinámica (DES) y el otro es el escenario de supernova binaria (BSS).

Las estrellas OB suelen formarse en pares binarios. En el BSS, una estrella explota como una supernova y la explosión patea a la otra estrella. Si la situación es correcta, la estrella superviviente recibe suficiente energía en la dirección correcta para poder escapar de su vínculo con su compañera, que ahora es una estrella de neutrones o un agujero negro. También puede escapar de la atracción gravitacional de la Vía Láctea. Si eso sucede, comenzará su largo viaje hacia el espacio intergaláctico.

En el DES, no hay ninguna explosión dramática de supernova. En cambio, una estrella en una región compacta y densamente poblada experimenta interacciones gravitacionales con otras estrellas. Los encuentros entre estrellas binarias y individuales pueden producir fugas, al igual que los encuentros entre dos pares binarios. Las asociaciones OB donde tienden a formarse estrellas de tipo O y tipo B son los tipos de ambientes densos que pueden desencadenar estrellas fugitivas. Dado que la mayoría de estas estrellas son masivas, la mayoría de las estrellas fugitivas también lo son.

Los científicos llevan décadas preguntándose y debatiendo estos dos escenarios. Ambos escenarios pueden producir estrellas con suficiente velocidad para escapar de la galaxia. Al estudiar su muestra de 175 estrellas fugitivas, los investigadores descubrieron que sus datos favorecen una explicación sobre la otra.

“Los mayores porcentajes y velocidades más altas encontradas para las fugas de tipo O en comparación con las de tipo Be subrayan que el escenario de eyección dinámica es más probable que el escenario de supernova binaria”, escriben.

Los porcentajes de tipos espectrales representados en estrellas fugitivas ayudan a explicar su conclusión. El 25% de las estrellas de tipo O en su muestra son fugitivas versus el 5% de las de tipo Be. Otros estudios han arrojado cifras diferentes, pero como señalan los autores, “hay acuerdo en el sentido de que el porcentaje de estrellas O fuera de control es significativamente mayor que el de estrellas B o Be”.

Investigaciones anteriores muestran que las estrellas fugitivas de tipo O tienen velocidades más altas que las estrellas de tipo B y Be. Investigaciones anteriores también muestran que la eyección dinámica a menudo resulta en fugas más rápidas y masivas que el escenario de supernova binaria. “Las estrellas GOSC-Gaia DR3 tienen velocidades más altas en general que las de BeSS-Gaia DR3”, explican los autores, lo que concuerda con investigaciones anteriores.

“Esto refuerza el predominio del escenario DES frente al BSS”, concluyen.

Fuente: phys.org