Belleza y sorpresas en un hermoso vecino de nuestra galaxia.

Cúmulo globular NGC 6397 Crédito: NASA y el Hubble Heritage Team (STScI/AURA). Reconocimiento: A. Cool (SFSU)(cliquear en la imagen para un tamaño mayor)

Esta visión del Telescopio Espacial Hubble del corazón de uno de los cúmulos globulares más cercanos, llamado NGC 6397, recuerda a un arcón del tesoro repleto de joyas resplandecientes.

El cúmulo está situado a unos 8 200 años luz (3,5 kiloparsecs) de distancia, en la constelación Ara (el Altar). El ancho de la imagen que aquí vemos es de unos 3,8 años luz (1,2 parsecs).

Aquí, las estrellas están apretadamente compactadas. La densidad estelar es aproximadamente un millón de veces la que hay en el vecindario de nuestro Sol. Las estrellas están separadas por unas pocas semanas luz, mientras que la estrella más cercana a nuestro Sol está a unos cuatro años luz de distancia.

Las estrellas de NGC 6397 están en movimiento constante, como un enjambre de abejas furiosas. Estos antiguos astros están tan juntos que, inevitablemente, de vez en cuando alguno de ellos choca con otro. Los pasajes cercanos son aún más comunes. Aún así, las colisiones ocurren cada pocos millones de años, más o menos. Eso significa miles de choques en los 14 mil millones de años de edad del cúmulo.

Estas fotografías del Hubble fueron tomadas para un programa de investigación que apuntaba a estudiar qué es lo que queda detrás cuando ocurren estos choques y “casi” choques.

Telescopio Espacial Hubble. Crédito: NASA / ESA

Cuando ocurren colisiones directas, las dos estrellas se fusionan para formar una nueva estrella, denominada “rezagada azul” (en inglés = “blue straggler”). Estas estrellas jóvenes, brillantes y calientes se destacan entre las viejas estrellas que componen la gran mayoría del cúmulo globular. Varias de estas luminosas estrellas azules se pueden ver cerca del centro del cúmulo, en esta imagen del Hubble.

Si dos estrellas se acercan demasiado entre sí sin llegar a chocar, pueden “capturarse” una a la otra y quedar unidas gravitatoriamente.

Uno de los tipos de binarias que podrían formarse es el de las “variables cataclísmicas”, una pareja conformada por una estrella normal, que esté quemando hidrógeno, y una estrella ya apagada, una enana blanca.

En un sistema binario, la enana blanca tomará material de la superficie de la estrella normal. Este material rodeará a la enana blanca formando un “disco de acreción”, y finalmente caerá hacia ella. El resultado de este proceso de acreción es que las variables cataclismicas, como su nombre sugiere, variables en su brillo. El calor generado por el material en acreción genera cantidades inusuales de luz ultravioleta y azul.

En su búsqueda de variables cataclismicas, el programa realizó una serie de 55 imágenes del cúmulo tomadas a lo largo de un período de 20 horas. La mayor parte de las imágenes se tomó con filtros azules y ultravioletas, y algunas otras se tomaron también en las longitudes de onda del verde y del infrarrojo.

Al comparar el brillo de todas las estrellas en todas las imágenes, los astrónomos del Hubble pudieron identificar varias estrellas “variables cataclísmicas” en el cúmulo. La comparación de sus luminosidades en los diferentes filtros confirmó que estaban emitiendo cantidades abundantes de luz ultravioleta. Algunas de estas estrellas pueden ser vistas en la imagen de Hubble Heritage, luciendo como objetos tenues azules o violetas.

Uno de los resultados más intrigantes de este estudio resultó ser completamente inesperado. En el centro del cúmulo se pueden ver tres débiles estrellas azules (en la imagen de Hubble Heritage aparecen de color turquesa). Estas tres estrellas no varían para nada en su brillo, y claramente no eran variables cataclísmicas. Podrían ser enanas blancas de muy poca masa, formadas en los núcleos de estrellas gigantescas cuya evolución se haya interrumpido de alguna manera, antes de que hubiera pasado el tiempo suficiente como para que se formara una enana blanca completa.

Una interrupción de esa clase podría ser el resultado de una colisión estelar o de una interacción con una compañera binaria. Cuando una estrella gigante interactúa con otra estrella, puede perder prematuramente sus capas exteriores (en comparación con su evolución normal) exponiendo así su núcleo caliente azul. El resultado final será una enana blanca con una masa menor de la que habría tenido de otra forma. En cualquier caso, estas estrellas inusuales ofrecen aún más evidencia de que el centro de un cúmulo globular denso es un lugar peligroso para vivir.

También se identificó y estudió un gran número de enanas blancas normales. Estas estrellas aparecen por todas partes en el cúmulo, ya que se forman a través de procesos normales de evolución estelar y no involucran ninguna interacción estelar, la que ocurre principalmente cerca del centro del cúmulo. En estas imágenes se identificaron casi 100 de estas estrellas “quemadas”, y las más brillantes de ellas pueden ser vistas como débiles estrellas azules.

Identificando estrellas en el centro de NGC 6397

En el centro del cúmulo globular NGC 6397 residen cuatro tipos de estrellas. En la imagen de más abajo se las identifica de la siguiente manera:

Identificación de estrellas en el cúmulo globular NGC 6397. Crédito: NASA, A. Cool (SFSU) and Z. Levay (STScI)

1) Enanas blancas de helio (cuadrados azules): En el centro del cúmulo se pueden ver tres débiles estrellas azules que no varían en su brillo. Es posible que estas estrellas sean enanas blancas de muy poca masa, formadas en los núcleos de estrellas gigantes cuya evolución se vio interrumpida por una colisión o por la interacción con otra estrella compañera.

2) Rezagadas azules o “Blue stragglers”(círculos azules): Una rezagada azul es una estrella joven, caliente y brillante, formada como resultado de una colisión directa entre dos estrellas que se han fusionado para crear un nuevo objeto. Resaltan claramente entre las viejas estrellas que componen la mayor parte de los objetos del cúmulo.

3) Enanas blancas normales (círculos púrpura): Estas estrellas aparecen por todo el cúmulo y se forman a través de los procesos normales de evolución estelar, cuando se expulsan las capas exteriores de una estrella. Como no presentan ninguna interacción estelar, que ocurren principalmente en las cercanías del centro del cúmulo, muy pocas de ellas son visibles en este acercamiento de NGC 6397. Unas 100 de ellas fueron identificadas en la fotografía.

4) Variables cataclísmicas (triángulos rojos): Una variable cataclísmica es el resultado de un emparejamiento de una estrella normal (que quema hidrógeno) y una enana blanca. El material de la superficie de la estrella normal es arrancado por la enana blanca. El resultado de este proceso de acreción es la luminosidad variable de las binarias de ese tipo.

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Web Site: Hubble Heritage
Artículo: “Too Close for Comfort”
Fecha: Agosto 07, 2003

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Para Astroseti.org: Heber Rizzo Baladán

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