Las teorías estelares se tambalean tras unas nuevas observaciones del VLT.-
El cúmulo globular de estrellas NGC 6752
Imágenes
Esta imagen del instrumento Wide Field Imager, instalado en
el telescopio MPG/ESO de 2,2 metros en el Observatorio La Silla, en
Chile, muestra el cúmulo globular de estrellas NGC 6752, en la
constelación austral del Pavo. Estudios de este cúmulo llevados a cabo
con el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, han revelado algo inesperado: que muchas estrellas no pasan por la fase de pérdida de masa al final de sus vidas.
Crédito: ESO 
El cúmulo globular de estrellas NGC 6752, en la constelación del Pavo
Este mapa muestra la ubicación del cúmulo globular de estrellas NGC
6752 en la constelación austral del Pavo. Todas las estrellas pueden
verse a simple vista bajo buenas condiciones meteorológicas y NGC 6752
está señalada con un círculo rojo. Estudios de este cúmulo llevados a
cabo con el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, han revelado algo inesperado: que muchas estrellas no pasan por la fase de pérdida de masa al final de sus vidas.
Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope
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Los astrónomos esperarían que estrellas
como el Sol expulsasen la mayor parte de sus atmósferas al espacio
durante la fase final de sus vidas. Pero nuevas observaciones de un
enorme cúmulo estelar llevadas a cabo con el telescopio VLT (Very Large
Telescope) de ESO han demostrado — contra todo pronóstico — que la mayor
parte de las estrellas estudiadas sencillamente nunca alcanza esa fase.
El equipo internacional ha descubierto que la mejor forma de predecir
cómo acaban sus vidas es conociendo la cantidad de sodio de las
estrellas.
Durante mucho tiempo se pensó que la forma en que evolucionan y
mueren las estrellas era un campo bien comprendido. Detallados modelos
predecían que las estrellas con una masa similar a la del Sol tendrían
un periodo, hacia el final de sus vidas — denominado de rama gigante
asintótica o AGB [1]
— en el que pasaría por una explosión final del núcleo y gran parte de
su masa sería expulsada en forma de gas y polvo hacia el exterior.
Este material expelido [2]
forma después nuevas generaciones de estrellas y este ciclo de pérdida
de masa y renacimiento es vital para explicar la evolución química del
universo. Este proceso es a su vez el que proporciona el material
requerido para la formación de planetas — e incluso los ingredientes
para la vida orgánica.
Pero cuando el experto australiano en teoría estelar Simon Campbell,
del Centro de Astrofísica de la Universidad de Monash (Melbourne) revisó
antiguos artículos, encontró abrumadoras evidencias que sugerían que
algunas estrellas se saltaban estas reglas y obviaban por completo esta
fase. Nos cuenta la historia:
“Para un científico que trabaja con modelos estelares ¡esta
sugerencia era una locura! Según nuestros modelos, todas las estrellas
pasan por la fase AGB. Revisé de nuevo todos los estudios antiguos, y
descubrí que no había sido investigado adecuadamente. Decidí investigar
por mi cuenta, a pesar de tener muy poca experiencia observacional”.
Campbell y su equipo utilizaron el telescopio VLT (Very Large Telescope)
de ESO para estudiar con mucho cuidado la luz proveniente de las
estrellas ubicadas en el cúmulo globular de estrellas NGC 6752, en la
constelación austral del Pavo. Esta inmensa bola de estrellas viejas
contiene tanto estrellas de primera generación como estrellas de segunda
generación que se formaron más tarde [3].
Las dos generaciones pueden distinguirse por la cantidad de sodio que
contienen — los datos de alta calidad obtenidos por el VLT permiten
hacer estas medidas.
“FLAMES, el espectrógrafo multiobjeto de alta resolución del VLT,
era el único instrumento que podía permitirnos obtener datos de tan
alta calidad para 130 estrellas al mismo tiempo. Y nos permitió observar
gran parte del cúmulo globular de una vez”, añade Campbell.
Los resultados fueron sorprendentes — todas las estrellas AGB del
estudio eran de primera generación, con bajos niveles de sodio, y
ninguna de las de segunda generación, con mayor cantidad de sodio, había
pasado por la fase de estrella AGB. Un 70% de las estrellas no había
pasado por la fase final de pérdida de masa y quemado del núcleo [4] [5].
“Parece que las estrellas necesitan tener una “dieta” baja en
sodio para alcanzar la fase de AGB en su edad anciana. Estas
observaciones son importantes por varios motivos. Estas estrellas son
las más brillantes de los cúmulos globulares — por tanto habrá un 70%
menos de estrellas brillantes de lo que predice la teoría. ¡Esto también
significa que nuestros modelos de estrellas están incompletos y deben
ser revisados!”, concluye Campbell.
El equipo espera encontrar resultados parecidos para otros cúmulos de
estrellas y tienen previsto llevar a cabo más observaciones.
Notas
[1] Las estrellas AGB reciben este
extraño nombre debido a su posición en el diagrama de Hertzsprung
Russell, un gráfico que muestra el brillo de las estrellas frente a su
color.
[2] Durante un corto periodo de tiempo este material
eyectado se ilumina debido a la fuerte radiación ultravioleta procedente
de la estrella y crea una nebulosa planetaria (ver, por ejemplo, eso1317).
[3] Pese a que la mayor parte de las estrellas de un
cúmulo globular se formaron al mismo tiempo, ahora sabemos que estos
sistemas no son tan simples como se pensaba. Normalmente contienen dos o
más poblaciones de estrellas con diferentes cantidades de elementos
químicos ligeros como carbono, nitrógeno y — crucial para este nuevo
estudio — sodio.
[4] Se cree que las estrellas que se han saltado la
fase de AGB evolucionarán directamente a estrellas enanas blancas de
helio y se irán enfriando gradualmente a lo largo de miles de millones
de años.
[5] No se cree que el sodio por sí mismo sea la causa
de este comportamiento diferente, pero debe estar fuertemente ligado a
la causa que subyace — la cual sigue siendo un misterio.
Información adicional
Este trabajo fue presentado en un artículo titulado “Sodium content as a predictor of the advanced evolution of globular cluster stars” por Simon Campbell et al., y aparece online en la revista Nature del 29 de mayo de 2013.
El equipo está compuesto por Simon W. Campbell (Universidad de
Monash, Melbourne, Australia), Valentina D’Orazi (Universidad de
Macquarie, Sydney, Australia; Universidad de Monash), David Yong
(Universidad Nacional de Australia, Canberra, Australia [ANU]), Thomas
N. Constantino (Universidad de Monash), John C. Lattanzio (Universidad
de Monash), Richard J. Stancliffe (ANU; Universidad de Bonn, Alemania),
George C. Angelou (Universidad de Monash), Elizabeth C. Wylie-de Boer
(ANU), Frank Grundahl (Universidad de Aarhus, Dinamarca).
ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de
Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta
con el respaldo de quince países: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil,
Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Holanda, Italia, Portugal, el
Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza. ESO desarrolla un
ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de
poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los
astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también
desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en
investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de
observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En
Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio
óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. VISTA
(siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para
Astronomía) trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más
grande del mundo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de
Rastreo del VLT) es el telescopio más grande diseñado exclusivamente
para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un
revolucionario telescopio, ALMA, el proyecto astronómico más grande en
desarrollo. Actualmente ESO está planificando el European Extremely Large Telescope,
E-ELT, el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39 metros, que
llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.
Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo
miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus
siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores
científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.
El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.
El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.
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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso1323.
ESO
Guillermo Gonzalo Sánchez Achutegui
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