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La composición química de las estrellas que se encuentran en los cúmulos puede contarnos la historia de nuestra galaxia.

Comunicado de Prensa ESO PR 15/07.

Utilizando el Telescopio Muy Grande (VLT) de ESO, un equipo internacional de astrónomos ha mostrado cómo el uso de la composición química de las estrellas que se encuentran en los cúmulos pueden arrojar luz sobre la formación de nuestra Vía Láctea. Este descubrimiento es una comprobación fundamental para el desarrollo de una nueva técnica de identificación química que devela el nacimiento y desarrollo de nuestra cuna galáctica.

La formación y evolución de las galaxias, y en particular de la Vía Láctea, el “universo-isla” en que vivimos, es uno de los mayores acertijos de la astrofísica; de hecho, falta todavía un escenario físico detallado y su conocimiento requiere el esfuerzo conjunto de observatorios, teorías y simulaciones numéricas complejas. El astrónomo de ESO Gayandhi De Silva y sus colegas utilizaron el Espectrógrafo de Escala Ultravioleta y Visual (UVES) en el VLT de ESO para descubrir nuevos métodos para desentrañar este rompecabezas fundamental.

ESO PR Foto 15/07: Cúmulo Collinder 261Campo alrededor del antiguo cúmulo abierto Collinder 261 (arriba y al centro), visto con el filtro rojo.© Digitized Sky Survey (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

“Hemos analizado con gran detalle la composición química de las estrellas en tres cúmulos estelares y demostrado que cada uno de ellos presenta un alto nivel de homogeneidad y una firma química muy distintiva”, dice De Silva, quien comenzó su investigación mientras trabajaba en el Observatorio de Monte Stromlo, en Australia. “Esto allana el camino para la identificación química de las estrellas en los lugares comunes de formación en nuestra galaxia, y de esa forma develar la historia de la Vía Láctea”, agrega.

“Los cúmulos estelares galácticos son testigos de la historia formativa del disco galáctico”, dice Kenneth Freeman, también de Monte Stromlo y miembro del equipo. “El análisis de su composición es como el estudio de antiguos fósiles. Estamos buscando piezas del ADN galáctico”.

Los cúmulos estelares abiertos se encuentran entre las herramientas más importantes para el estudio de la evolución estelar y galáctica. Están compuestos por unas pocas decenas a unos pocos millares de estrellas que están enlazadas gravitatoriamente, y abarcan un amplio espectro de edades. Las más jóvenes datan de apenas unos pocos millones de años atrás, mientras que las más viejas (y más escasas) pueden tener edades de hasta diez mil millones de años. Las bien conocidas Pléyades, también llamadas las Siete Hermanas o los Siete Cabritos, conforman un joven y brillante cúmulo abierto. Por otro lado, Collinder 261, que es el objetivo del presente equipo de astrónomos, se encuentra entre los más antiguos. Por lo tanto, puede proporcionar información útil sobre los primeros tiempos de la existencia de nuestra galaxia.

Los astrónomos utilizaron a UVES para observar una docena de gigantes rojas en el cúmulo abierto Collinder 261, localizado a unos 25 000 años luz del centro galáctico. Las gigantes son más luminosas, por lo que son excelentes para las mediciones de alta precisión. A partir de estas observaciones, las abundancias de un gran conjunto de elementos químicos pueden ser determinadas para cada una de las estrellas, demostrando convincentemente que todas las estrellas del cúmulo comparten la misma firma química.

“Este alto nivel de homogeneidad indica que la información química sobrevivió por varios miles de millones de años”, explica De Silva. “Por lo tanto todas las estrellas del cúmulo pueden ser asociadas a la misma nube prehistórica. Esto corrobora lo que hemos descubierto en otros dos grupos de estrellas”.

Pero esto no es todo. Una comparación con el cúmulo abierto de las Híades y con el grupo de estrellas que se mueven conjuntamente con la estrella HR 1614, muestra que cada uno de ellos contiene los mismos elementos en proporciones diferentes. Esto indica que cada cúmulo estelar se formó en una región primordial diferente, a partir de una nube diferente con una composición química diferente.

“Las consecuencias de estas observaciones son emocionantes”, dice Freeman. “Las edades de los cúmulos abiertos cubren la totalidad de la vida de la galaxia y se supone que cada uno de ellos se originó a partir de una porción diferente de “masa”. Al ver cuánto sodio, magnesio, calcio, hierro y muchos otros elementos están presentes en cada cúmulo estelar, somos como cocineros expertos que podemos decir qué cantidad de sal, azúcar, huevos y harina se utilizó en las diferentes galletas. Cada uno de ellos tiene una firma química única”.

Ahora, los astrónomos apuntarán a medir las abundancias químicas en una muestra mayor de cúmulos abiertos. Una vez que se haya deducido el “ADN” de cada cúmulo estelar, será posible trazar el árbol genealógico de la Vía Láctea. Este mapeo químico a través del espacio y del tiempo servirá para comprobar los modelos teóricos.

“Todavía queda mucho camino por recorrer hacia un uso extenso de la identificación química”, advierte De Silva, “pero nuestro estudio demuestra que es posible. Cuando la técnica esté probada y comprobada podremos conseguir una imagen detallada de cómo se formó muestra cuna galáctica”.

Más información

La investigación presentada aquí se discute en un artículo del Astronomical Journal, volumen 133, páginas 1161-1175 ("Chemical homogeneity in Collinder 261 and implications for chemical tagging", by G.M. De Silva et al. ).

El equipo está compuesto por Gayandhi De Silva (ESO), Kenneth Freeman, Martin Asplund y Michael Bessell (Mount Stromlo Observatory, Australia), Joss Bland-Hawthorn (Anglo-Australian Observatory, Australia), Remo Collet (Uppsala University, Suecia).

Contactos
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Kenneth Freeman
Mount Stromlo Observatory, Australia
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ESO, astronomía hecha en Europa

VLT (Very Large Telescope) de ESO en Paranal, Chile.© ESO / Paranal

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Traducido para Astroseti.org por Heber Rizzo Baladán

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Web Site: ESO Press Release 15/07
Artículo: “Fingerprinting the Milky Way”
Fecha: Marzo 22, 2007

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Enlace con el artículo original en inglés: AQUÍ.