Una reciente investigación en la que han participado investigadores del CAB y que constituye la obra póstuma del Dr. Simon Clark, de la Open University del Reino Unido, muestra por primera vez que las estrellas más masivas conocidas lejos de ser tan solitarias como se pensaba, aparecen en sistemas binarios con estrellas compañeras.
Las estrellas masivas se caracterizan por tener una vida corta y violenta: expulsan continuamente material que enriquece su entorno y acaban explotando como supernovas. Además de desempeñar un papel vital en la producción de elementos en el Universo, al explotar se despiden dejando una estrella de neutrones o un agujero negro. Si un sistema con dos estrellas evoluciona dejando dos agujeros negros, la fusión de estos generará ondas gravitacionales como las que se han comenzado a detectar recientemente.
A pesar de su importancia, todavía se desconocen muchas propiedades de estas estrellas, en especial las más masivas. Uno de los factores clave que determinan cómo viven y mueren las estrellas más masivas es si interactúan o no con una estrella binaria compañera, y esto es algo que sólo ahora estamos empezando a comprender.
El centro de nuestra Galaxia, la Vía Láctea, alberga una población excepcionalmente grande de estrellas masivas, que tienden a concentrarse juntas en cúmulos. El cúmulo de los Arcos, llamado así por los filamentos iluminados que lo enmarcan (véase la imagen inferior), alberga algunas de las estrellas más masivas conocidas y nos brinda una excelente oportunidad para comprender mejor las propiedades binarias de las estrellas más masivas.
Los investigadores llevaron a cabo una campaña de observación con el Very Large Telescope (VLT) del European Southern Observatory utilizando múltiples instrumentos que les permitieron estudiar los movimientos de las estrellas más masivas del cúmulo de los Arches y determinar si se encontraban orbitando alrededor de una compañera. Los resultados mostraron claramente que más del 50% de las estrellas más masivas de este cúmulo se encuentran actualmente en sistemas binarios.
«El cúmulo de las Arches está tan oscurecido por material en la línea de visión que debemos utilizar telescopios e instrumentos en regiones de longitud de onda -como el infrarrojo- que nos permitan observar a través de este material», explica el Dr. Lee Patrick, del Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, y coautor de la investigación.
Esto no era exactamente lo que se esperaba. «Anteriormente se pensaba que los miembros más masivos de este cúmulo se producían como resultado de la interacción de dos estrellas en el pasado, y se mostraban como estrellas individuales en la actualidad. Sin embargo, esto no es lo que hemos observado», explica el Dr. Francisco Najarro, también del Centro de Astrobiología del CSIC-INTA y coautor de la investigación.
No sólo se trata de estrellas en sistemas binarios, sino que los investigadores también han mostrado que estas estrellas aún no están interactuando. Dado que estas estrellas orbitan tan cerca unas de otras, se podría esperar que, si les da tiempo antes de que una de ellas explote como supernova, algunos de estos sistemas acaben colisionando y fusionándose para formar una única estrella. Sin embargo, como ahora sabemos que ni siquiera están interactuando, sabemos que esto no ocurrirá hasta dentro de mucho tiempo.
Artículo científico en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Referencia y doi: Clark et al. 2023, MNRAS, in press
