24/03/2021
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Datos de la ESA Gaia Los satélites de cartografía estelar han revelado pruebas tentadoras de que el cúmulo de estrellas más cercano al Sol está siendo interrumpido por la influencia gravitacional de una estructura masiva pero invisible en nuestra galaxia.
Si es cierto, esto podría proporcionar evidencia de una población sospechosa de ‘subhalos de materia oscura’. Se cree que estas nubes invisibles de partículas son reliquias de la formación de la Vía Láctea y ahora están esparcidas por la galaxia, formando una subestructura invisible que ejerce una influencia gravitacional notable sobre cualquier cosa que se acerque demasiado.
La investigadora de la ESA, Tereza Jerabkova, y sus colegas de la ESA y el Observatorio Europeo Austral hicieron el descubrimiento mientras estudiaban la forma en que un cúmulo de estrellas cercano se fusiona con el fondo general de estrellas de nuestra galaxia. Este descubrimiento se basó en Tercer lanzamiento de datos temprano de Gaia (EDR3) y datos del segundo lanzamiento.
El equipo eligió a las Híades como su objetivo porque es el cúmulo de estrellas más cercano al Sol. Se encuentra a poco más de 153 años luz de distancia y es fácilmente visible para los observadores del cielo en los hemisferios norte y sur como una llamativa forma de ‘V’ de estrellas brillantes que marca la cabeza del toro en la constelación de Tauro. Más allá de las estrellas brillantes fácilmente visibles, los telescopios revelan un centenar de estrellas más débiles contenidas en una región esférica del espacio, de aproximadamente 60 años luz de diámetro.
Un cúmulo de estrellas naturalmente perderá estrellas porque a medida que esas estrellas se mueven dentro del cúmulo, se tiran gravitacionalmente unas a otras. Este tirón constante cambia ligeramente las velocidades de las estrellas, moviendo algunas hacia los bordes del cúmulo. A partir de ahí, las estrellas pueden ser arrastradas por la fuerza gravitacional de la galaxia, formando dos largas colas.
Una cola sigue al cúmulo de estrellas, la otra se adelanta. Se conocen como colas de marea y se han estudiado ampliamente en galaxias en colisión, pero nadie las había visto nunca desde un cúmulo de estrellas abierto cercano, hasta hace muy poco.
Localización de las colas de marea de las Híades
La clave para detectar colas de marea es detectar qué estrellas en el cielo se mueven de manera similar al cúmulo de estrellas. Gaia lo hace fácil porque mide con precisión la distancia y el movimiento de más de mil millones de estrellas en nuestra galaxia. “Estas son las dos cantidades más importantes que necesitamos para buscar colas de marea de cúmulos de estrellas en la Vía Láctea”, dice Tereza.
Los intentos anteriores de otros equipos habían tenido un éxito limitado porque los investigadores solo habían buscado estrellas que coincidieran estrechamente con el movimiento del cúmulo de estrellas. Esto excluyó a los miembros que se fueron antes en su historia de 600 a 700 millones de años y, por lo tanto, ahora viajan en diferentes órbitas.
Para comprender el rango de órbitas a buscar, Tereza construyó un modelo de computadora que simularía las diversas perturbaciones que las estrellas que escapan en el cúmulo podrían sentir durante sus cientos de millones de años en el espacio. Fue después de ejecutar este código y luego comparar las simulaciones con los datos reales que se reveló la verdadera extensión de las colas de marea de las Híades. Tereza y sus colegas encontraron miles de ex miembros en los datos de Gaia. Estas estrellas ahora se extienden por miles de años luz a través de la galaxia en dos enormes colas de marea.
Pero la verdadera sorpresa fue que la cola de la marea que se arrastraba parecía no tener estrellas. Esto indica que está ocurriendo algo mucho más brutal que el cúmulo de estrellas que se ‘disuelve’ suavemente.
Evolución del cúmulo estelar de las Híades desde hace ~ 650 millones de años hasta ahora
Al ejecutar las simulaciones nuevamente, Tereza mostró que los datos podrían reproducirse si esa cola hubiera chocado con una nube de materia que contiene aproximadamente 10 millones de masas solares. “Debe haber habido una interacción cercana con este grupo realmente masivo, y las Híades simplemente fueron aplastadas”, dice ella.
Pero, ¿qué podría ser ese grupo? No hay observaciones de una nube de gas o un cúmulo de estrellas tan masivo en las cercanías. Si no se detecta ninguna estructura visible incluso en futuras búsquedas específicas, Tereza sugiere que el objeto podría ser un subhalo de materia oscura. Estos son grupos naturales de materia oscura que se cree que ayudan a dar forma a la galaxia durante su formación. Este nuevo trabajo muestra cómo Gaia está ayudando a los astrónomos a trazar este marco de materia oscura invisible de la galaxia.
“Con Gaia, la forma en que vemos la Vía Láctea ha cambiado por completo. Y con estos descubrimientos, podremos mapear las subestructuras de la Vía Láctea mucho mejor que nunca ”, dice Tereza. Y habiendo probado la técnica con las Híades, Tereza y sus colegas ahora están ampliando el trabajo buscando colas de marea de otros cúmulos de estrellas más distantes.
Notas para editores
“Las colas de marea de 800pc de largo del cúmulo de estrellas Hyades: posible descubrimiento de sobredensidades epicíclicas candidatas de un cúmulo estelar abierto” por Tereza Jerabkova et al. será publicado en línea por Astronomía y Astrofísica el 24 de marzo de 2021. https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202039949
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