Los científicos han descubierto el espantoso secreto detrás de la aparente juventud de algunas estrellas en el corazón de la Vía Láctea: estrellas que participan en una especie de derby de demolición cósmica alrededor del agujero negro supermasivo de nuestra galaxia, Sagitario A*, o Sgr A*.
Como una versión cósmica de la asesina en serie del siglo XVII Elizabeth Bathory, quien supuestamente buscaba mantener su brillo juvenil bañándose en la sangre de sus víctimas, algunas de estas estrellas parecen seguir luciendo jóvenes al chocar contra sus estrellas vecinas y cubrirse con la robado material estelar. Este proceso caníbal deja a la víctima estelar como una extraña estrella «zombi» despojada y condena a la estrella caníbal a una muerte temprana.
Esto es sólo una muestra de los extraños hallazgos que surgieron de una simulación de 1.000 estrellas densamente pobladas que orbitan alrededor del planeta. Vía Láctea agujero negro supermasivo central, un estudio realizado por científicos de la Universidad Northwestern.
«Observar los centros de otras galaxias es muy difícil porque están muy lejos», dijo a Space.com Sanaea C. Rose, líder de investigación y científica de la Universidad Northwestern. «El estudio de nuestro propio Centro Galáctico puede decirnos qué sucede en los centros de todas las galaxias».
El corazón de la Vía Láctea es uno de los ambientes más extremos que los astrónomos pueden observar desde la Tierra. Esta región alberga Sgr A*, que no sólo es un agujero negro con una masa equivalente a 4,5 millones de soles, sino también un monstruo cósmico orbitado por más de un millón de estrellas.
Estas estrellas están apiñadas en un área de unos 4 años luz de ancho, aproximadamente la distancia entre el sol y su vecino estelar más cercano. Próxima Centauri. Eso significa que eventos como las colisiones estelares, que son relativamente raros en nuestra región escasamente poblada de la Vía Láctea, son casi comunes alrededor de Sgr A*.
«El agujero negro supermasivo «El corazón de la Vía Láctea está rodeado por un cúmulo estelar muy denso, y muchas de estas estrellas giran en sus órbitas a velocidades de entre cientos y miles de kilómetros por segundo», dijo Rose.
El estudio del violento corazón de la Vía Láctea puede revelar cómo se comportan, evolucionan e interactúan las estrellas bajo la influencia de un agujero negro supermasivo. gravedad extrema
La parte del derbi de demolición cósmico.
Si bien las simulaciones del equipo consideraron muchos factores y características, como masa estelar y densidad de cúmulos estelaresUno de ellos resultó especialmente importante a la hora de determinar el destino de una estrella situada cerca del corazón de la Vía Láctea.
Rose explicó que, en general, la distancia de una estrella a Sgr A* es un buen indicador de si colisionará con otra estrella y qué tipo de colisión sería.
«El cúmulo se vuelve cada vez más densamente poblado cuanto más te acercas al agujero negro supermasivo, por lo que la probabilidad de una colisión aumenta», dijo. «Es un poco como correr por una estación de metro increíblemente concurrida en la ciudad de Nueva York durante la hora pico. Si no chocas con otras personas, entonces estás pasando muy cerca de ellas».
Cuanto más cerca está una estrella de Sgr A*, más rápido la azota la inmensa gravedad del agujero negro. Como resultado, las estrellas que se encuentran justo al lado del agujero negro supermasivo pueden moverse a alrededor de 18 millones de millas por hora (29 millones de kilómetros por hora), lo que hace que el corazón mismo de la Vía Láctea se parezca más a un derbi de demolición que a un metro de Nueva York abarrotado.
Eso significa que las colisiones en el región más interna de Sgr A*que se refiere a un área dentro de aproximadamente 2.000 veces la distancia entre la Tierra y el Sol, o 0,01 pársecs, tienden a ser de naturaleza destructiva.
Este tipo de estrellas a aproximadamente 0,01 pársecs de Sgr A* chocan constantemente entre sí, pero rara vez se trata de una colisión frontal. Eso significa que, como a un coche de demolición al que le arrancan el parachoques antes de alejarse, los impactos rasantes dan como resultado que una estrella se despoje de sus capas exteriores y luego corra en curso de colisión junto a otro vecino.
«Se golpean entre sí y siguen adelante. Simplemente se rozan como si estuvieran intercambiando un choque de manos muy violento», dijo Rose.
Sin embargo, la cantidad de material que pierde una estrella que sufre este caos depende de qué tan rápido se mueve y de cuánto se superpone con la estrella con la que choca. Un resultado de estas colisiones destructivas es una extraña población de estrellas desnudas y estrellas que parecen jóvenes gracias al baño en materia estelar expulsada, rica en hidrógeno, que se desprende del primero.
Sin embargo, conseguir este aspecto juvenil tiene un coste. Cuanto más masiva es una estrella, más rápido quema el suministro de combustible que contiene para su funcionamiento intrínseco. fusión nuclear, proceso que evita que colapse por su propia gravedad. Así, al acumular este material robado, estas estrellas masivas acortan sus propias vidas.
Más lejos de Sgr A*, alrededor de 0,1 pársecs, o alrededor de 21.000 veces la distancia entre el Sol y la Tierra, las estrellas chocan con menos frecuencia y a velocidades más relajadas. Cuando se producen estas colisiones más lentas, según demostró la simulación de Rose y sus colegas, es probable que se produzca una fusión completa en la que dos estrellas se conviertan en una estrella enorme.
«Es más probable que las colisiones fuera de 0,01 pársecs fusionen las estrellas en colisión», añadió. «Las estrellas a 0,1 pársecs de Sgr A* tienen una probabilidad muy alta de experimentar al menos una colisión a lo largo de su vida».
Rose explicó que uno de los aspectos más satisfactorios de utilizar este modelo para abordar algunas de las observaciones inexplicables de estrellas en el corazón de la Vía Láctea es el hecho de que se basa en un cálculo relativamente simple.
«Algo que personalmente encontré muy especial acerca de mi investigación es que se basa en el cálculo de una escala de tiempo de colisión, que es algo que se enseña relativamente temprano en la educación universitaria en física», dijo. «Fue maravilloso utilizar un cálculo relativamente simple para aprender sobre un entorno extremadamente complejo eso no se parece a nada que encontremos en nuestro vecindario solar».
El equipo ha producido dos estudios utilizando el modelo hasta ahora, uno publicado en Las cartas del diario astrofísico este mes y otro en septiembre de 2023pero todavía no han terminado.
«Los próximos pasos son ampliar la física actualmente en el modelo», concluyó Rose. «El Centro Galáctico Es un entorno extremadamente complejo, por lo que siempre hay cosas que podemos agregar y ¡nuestro trabajo nunca termina!
Rose presentó esta investigación en la reunión de abril de la Sociedad Estadounidense de Física, celebrada en Sacramento, California, el jueves (4 de abril), como parte de la sesión «Astrofísica de partículas y el centro galáctico«.
