Columna de Astronomía- ¿ Conoce Terzan 5 ?
Nuevas observaciones del telescopio Webb, combinadas con múltiples observaciones del Hubble, demuestran que Terzan 5 es un sistema estelar autónomo y autoenriquecido que contiene hasta cuatro poblaciones estelares distintas. Orbita dentro del bulbo central de nuestra galaxia, la Vía Láctea.
Imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, Giorgia Zullo (Universidad de Bolonia), Francesco Ferraro (Universidad de Bolonia); Procesamiento de imágenes: Alyssa Pagan (STScI)
El Universo está plagado de “cosas raras”, que cuando son estudiadas, generan más preguntas que respuestas, el caso de Terzan 5 es uno de los tantos, veamos:
Investigadores que utilizan dos de los observatorios más potentes de la humanidad —los telescopios espaciales James Webb y Hubble de la NASA— han demostrado de forma concluyente que Terzan 5 no es un cúmulo estelar globular (Un cúmulo globular es un conjunto casi esférico de estrellas que, por lo general, orbita un núcleo galáctico como si de un satélite se tratara. Las estrellas que constituyen los cúmulos globulares están muy unidas entre sí por la gravedad, lo que les da sus formas esféricas y densidades estelares relativamente altas cerca del centro) , como se le clasificó anteriormente, lo que ofrece una nueva perspectiva sobre cómo se forman y evolucionan galaxias como la nuestra a lo largo del tiempo.
Un cúmulo estelar globular suele tener una única población estelar antigua. Los nuevos datos no solo confirman la existencia de dos poblaciones estelares distintas en Terzan 5, sino que también aportan pruebas de dos oleadas más recientes de formación estelar. Aunque se encuentra dentro del denso bulbo de nuestra Vía Láctea, la región central y esférica de estrellas más antiguas de nuestra galaxia, Terzan 5 era lo suficientemente masivo como para mantener su identidad propia mientras que sistemas más ligeros se dispersaron y mezclaron para formar el bulbo hace miles de millones de años. Es como un grumo en una masa de pastel bien mezclada.
“Las nuevas observaciones en el infrarrojo cercano del Webb, contrastadas con las observaciones de archivo del Hubble, nos han dado una imagen mucho más clara de la historia de Terzan 5”, dijo Giorgia Zullo, quien dirigió la investigación y es estudiante de doctorado en la Universidad de Bolonia en Italia.
Estos resultados se presentaron el martes en una rueda de prensa durante la 248ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Pasadena, y se publicaron en la revista Astronomy & Astrophysics.
Cuatro generaciones de estrellas: descubierto en 1968 por el astrónomo Azop Terzan, Terzan 5 se asemeja en muchos aspectos a un cúmulo globular. Sin embargo, en 2009 se descubrió que este sistema alberga dos poblaciones estelares distintas. En 2016, el Hubble proporcionó la primera estimación de sus edades, mostrando que una se formó hace aproximadamente 12 mil millones de años —mientras se formaba la Vía Láctea— y la otra hace unos 5 mil millones de años, justo antes de que comenzara la formación de la Tierra. Esto apuntaba a una historia más compleja que la de un cúmulo globular típico.
El estudio de Terzan 5 se complica por su ubicación en una región de nuestra galaxia repleta de estrellas y densamente oscurecida por polvo. Fue entonces cuando el telescopio Webb entró en acción. Su visión infrarroja permitió al equipo de investigación observar a través del polvo y catalogar muchas más estrellas, incluso más débiles, que en trabajos anteriores. Al medir los colores y el brillo de las estrellas, los astrónomos pueden clasificarlas en poblaciones de diferentes edades y composiciones químicas.
El telescopio Webb pudo medir estas propiedades clave para cada estrella dentro del campo de visión del cielo, tanto las estrellas de Terzan 5 como las estrellas en primer plano no relacionadas. Para aislar las estrellas de Terzan 5, el equipo se basó en la potencia y la larga vida útil del Hubble. La separación de 12 años permitió al equipo medir movimientos muy pequeños de estrellas individuales, conocidos como movimientos propios , para determinar qué estrellas pertenecen a Terzan 5 y cuáles forman parte del bulbo de la Vía Láctea.
Al combinar datos de los telescopios Webb y Hubble, los investigadores hallaron pruebas contundentes de la existencia de dos poblaciones estelares adicionales: una formada hace 3.800 millones de años y otra hace tan solo 2.500 millones de años. Además, lograron determinar con una precisión sin precedentes las edades de las poblaciones estelares ya conocidas, hallando que se formaron hace 12.500 millones y 4.700 millones de años.
Con las dos generaciones estelares previamente conocidas, los astrónomos no podían descartar la posibilidad de que Terzan 5 interactuara con otro objeto, como un cúmulo globular o una nube molecular gigante, enriqueciéndose con nuevo gas y polvo que desencadenaron una segunda ronda de formación estelar. Con cuatro generaciones estelares, esas explicaciones quedan descartadas.
Las mediciones de la composición estelar de las poblaciones de Terzan 5, realizadas en el Observatorio WM Keck y el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral, también apuntan a poblaciones muy distintas. «Junto con las edades de estas poblaciones, el cúmulo conserva un registro fósil del enriquecimiento progresivo de elementos pesados por supernovas», afirmó el coautor R. Michael Rich, astrónomo investigador de la Universidad de California en Los Ángeles.
Terzan 5 formó múltiples generaciones de estrellas gracias a su capacidad para retener las materias primas necesarias. Existen evidencias de potentes explosiones de supernovas en Terzan 5 que forjaron elementos más pesados, los cuales fueron absorbidos por generaciones estelares posteriores. En sistemas de menor masa, la fuerza de las explosiones podría haber expulsado los elementos resultantes, además de dispersar el gas y el polvo sobrantes. El progenitor de Terzan 5 poseía la masa suficiente para retener los elementos expulsados por esas estrellas, lo que permitió la formación de nuevas generaciones estelares a lo largo de miles de millones de años.
‘Fragmento fósil abultado’
Los resultados muestran que Terzan 5 es muy probablemente el remanente de un sistema estelar mucho más masivo que se formó inicialmente hace 12.500 millones de años. Terzan 5 es extraordinario porque sobrevivió y nunca se fusionó ni se integró completamente con el bulbo de la Vía Láctea. «Por alguna razón, este peculiar cúmulo de estrellas se formó independientemente del bulbo y no se destruyó durante su formación», afirmó Francesco R. Ferraro, profesor de la Universidad de Bolonia e investigador principal de las observaciones del telescopio Webb. «Terzan 5 es lo que ahora llamamos un fragmento fósil del bulbo, ya que se asemeja a los cúmulos primordiales que contribuyeron a su formación».
Hasta la fecha, se conoce otro objeto cósmico similar a Terzan 5. Liller 1 fue el segundo en ser reclasificado, pasando de ser un cúmulo globular a un fragmento fósil del bulbo galáctico. También contiene varias generaciones de estrellas. Es posible que existan más objetos similares. El equipo de Ferraro examinará entre 40 y 50 cúmulos globulares adicionales que orbitan dentro del bulbo para determinar si sus poblaciones estelares son todas iguales, como en el caso de los cúmulos globulares, o si presentan varias generaciones, como los fragmentos fósiles del bulbo galáctico.
Posibles paralelismos para la formación de galaxias cercanas y lejanas.
En definitiva, esta investigación podría mejorar nuestro conocimiento sobre cómo se forman los bulbos centrales de las galaxias a lo largo de cientos de millones de años. «Basándonos en observaciones y simulaciones exhaustivas, creemos que las galaxias del universo primitivo tenían enormes discos de gas que se fragmentaron en cúmulos y formaron estrellas. Estos cúmulos migraron hacia el centro de las galaxias, y muchos se fusionaron para formar sus bulbos», explicó Barbara Lanzoni, coautora y profesora asociada de la Universidad de Bolonia. Por ejemplo, el telescopio Webb ha descubierto varios ejemplos de galaxias «grumosas» que se estaban formando activamente cuando el universo tenía solo unos cientos de millones de años, como los cúmulos de la galaxia Firefly Sparkle . «Terzan 5 podría proporcionar evidencia directa que ayude a explicar cómo se formaron los bulbos en las galaxias de todo el universo», afirmó Lanzoni.
El Telescopio Espacial James Webb es el principal observatorio de ciencia espacial del mundo. Webb está resolviendo misterios de nuestro sistema solar, explorando mundos distantes alrededor de otras estrellas e investigando las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA junto con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la CSA (Agencia Espacial Canadiense).
El Telescopio Espacial Hubble lleva más de tres décadas en funcionamiento y continúa realizando descubrimientos revolucionarios que transforman nuestra comprensión fundamental del universo. Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, gestiona el telescopio y las operaciones de la misión. Lockheed Martin Space, con sede en Denver, también presta apoyo a las operaciones de la misión en Goddard. El Instituto Científico del Telescopio Espacial en Baltimore, gestionado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, lleva a cabo las operaciones científicas del Hubble para la NASA.
Fuente: htpps://science.nasa.gov
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