Este video revela el movimiento de una estrella fuera de control recién descubierta en la Nebulosa de Orión llamada fuente x, moviéndose a aproximadamente 130, 000 millas por hora. Crédito:NASA, ESA, y K. Luhman (Universidad de Penn State)
Un nuevo descubrimiento notable utilizando el telescopio espacial Hubble de la NASA revela tres estrellas que ahora tienen el récord como los ejemplos más jóvenes conocidos de una raza de vuelo súper rápido. "Hasta estas observaciones, sólo se habían encontrado unos pocos, pero más antiguos, ejemplos de estrellas que se mueven tan rápidamente con orígenes que se remontan a los sistemas volátiles que probablemente las expulsaron, ", dijo el investigador principal Kevin Luhman de la Universidad de Penn State." Las nuevas observaciones del Hubble proporcionan una evidencia muy fuerte de que estas tres estrellas fueron expulsadas de un sistema inestable de múltiples estrellas ". El nuevo descubrimiento se publica en la revista de este mes. Cartas de revistas astrofísicas .
"Basado en imágenes infrarrojas, estas tres estrellas parecen tener solo unos pocos cientos de miles de años, lo suficientemente jóvenes como para tener discos de material sobrante de su formación, ", Dijo Luhman. A mediados del siglo XV, estas tres estrellas jóvenes probablemente estaban en una batalla gravitacional entre sí que terminó cuando el sistema explotó, expulsando sus estrellas a altas velocidades en diferentes direcciones.
Dos de las tres estrellas fueron descubiertas durante las últimas décadas, cientos de años después de que fueron catapultadas fuera de su sistema inestable original, pero solo después de que las observaciones infrarrojas y de radio avanzaran lo suficiente como para penetrar el polvo espeso dentro de la nebulosa de Orión de la Vía Láctea. Estas observaciones anteriores mostraron que las dos estrellas viajaban a gran velocidad en direcciones opuestas entre sí.
Previamente, Los astrónomos habían trazado los caminos de las dos estrellas de velocidad opuesta, descubriendo que habían estado en el mismo lugar 540 años antes. Este descubrimiento sugirió que eran parte de un sistema de estrellas múltiples ahora desaparecido en la Nebulosa de Orión. Pero la energía combinada del dúo que los impulsaba hacia afuera no cuadraba. Los investigadores anteriores calcularon que se necesitaba la energía de al menos otra estrella para volar y también las dos estrellas de velocidad opuesta.
Esta vista del centro de la Nebulosa de Orión revela el hogar de tres veloces, estrellas rebeldes que eran miembros de un sistema de estrellas múltiples ahora desaparecido. La agrupación estelar se rompió hace 500 años, arrojando las tres estrellas fuera de su lugar de nacimiento. La imagen, tomada por el telescopio espacial Hubble de la NASA, combina observaciones tomadas en luz visible y en luz infrarroja cercana. Una agrupación de fuertes, estrellas jovenes, llamado el racimo del trapecio, está en el centro de la imagen. Varios cientos de estrellas se esparcen por toda la imagen. Muchos de ellos aparecen rojos porque su luz está siendo dispersada por el polvo. El recuadro que se encuentra justo encima del cúmulo del trapecio describe la ubicación de las tres estrellas. En la parte superior derecha se muestra una vista cercana del Hubble de las estrellas. El lugar de nacimiento del sistema de estrellas múltiples está marcado como "posición inicial". Dos de las estrellas, etiquetadas como BN, para Becklin-Neugebauer, y yo, "para la fuente I - fueron descubiertos hace décadas. La fuente I está incrustada en un polvo espeso y no se puede ver. La tercera estrella, "X, "para la fuente x, se descubrió recientemente que se movió notablemente entre 1998 y 2015, como se muestra en la imagen insertada en la parte inferior derecha. La fuente x viaja a una velocidad inusualmente alta de 130, 000 millas por hora, que es 30 veces más rápida que la velocidad de la mayoría de las estrellas de la nebulosa. Los astrónomos encontraron la fuente rápida x comparando las observaciones tomadas en 1998 por la cámara infrarroja cercana y el espectrómetro multiobjeto con las tomadas en 2015 por la cámara de campo amplio 3. El descubrimiento de Hubble de la alta velocidad de la fuente x ha ayudado a los astrónomos a resolver el problema misterio permanente de cómo las estrellas BN y la fuente I adquirieron sus rápidos movimientos. Crédito:NASA, ESA, K. Luhman (Universidad de Penn State), y M. Robberto (STScI)
Los astrónomos dirigidos por Luhman siguieron el camino de la estrella recién descubierta, y descubrió que se remontaba al mismo lugar donde las dos estrellas conocidas anteriormente estaban ubicadas hace 540 años. El trío veloz se encuentra en una pequeña región de estrellas jóvenes llamada Nebulosa Kleinmann-Low, cerca del centro del vasto complejo de la Nebulosa de Orión, 1, 300 años luz de la Tierra. Las tres estrellas están volando extremadamente rápido al salir de la Nebulosa Kleinmann-Low, hasta casi 30 veces más rápido que la mayoría de las otras estrellas de la nebulosa.
La imagen de la escala y la brújula muestra la Nebulosa de Orión. Crédito:NASA, ESA, y STSci
Luhman tropezó con la tercera estrella veloz, llamado "fuente x, "mientras buscaba planetas que flotaran libremente en la Nebulosa de Orión como miembro de un equipo internacional dirigido por Massimo Robberto del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland. El equipo utilizó la visión de infrarrojo cercano de la cámara de campo amplio 3 del Hubble para realizar la encuesta. "Se han observado muy pocos ejemplos de tales estrellas, especialmente en grupos muy jóvenes, "Luhman dijo, a pesar de que las simulaciones por computadora habían llevado a los astrónomos a predecir que estos tira y afloja gravitacionales ocurrirían en cúmulos jóvenes, donde las estrellas recién nacidas se apiñan.
Durante el análisis, Luhman estaba comparando las nuevas imágenes infrarrojas tomadas en 2015 con las observaciones infrarrojas tomadas en 1998 por la cámara infrarroja cercana y el espectrómetro multiobjeto (NICMOS). Notó que la "fuente x" había cambiado su posición considerablemente durante 17 años en las imágenes del Hubble en relación con las estrellas cercanas. lo que indica que la "fuente x" se movía inusualmente rápido, alrededor de 130, 000 millas por hora.
Luhman luego miró las ubicaciones anteriores de la estrella, proyectando su camino hacia atrás en el tiempo. Se dio cuenta de que, en la década de 1470, "fuente x" había estado cerca de la misma ubicación inicial en la nebulosa Kleinmann-Low que las otras dos estrellas fugitivas, llamado Becklin-Neugebauer (BN) y "fuente I".
Esta ilustración de tres cuadros muestra cómo una agrupación de estrellas puede separarse, arrojar a los miembros al espacio. El primer panel muestra cuatro miembros de un sistema de estrellas múltiples orbitando entre sí. En el segundo panel, dos de las estrellas se acercan en sus órbitas. En el tercer panel, las estrellas en órbita cercana eventualmente se fusionan o forman un binario estrecho. Este evento libera suficiente energía gravitacional para impulsar todas las estrellas del sistema hacia afuera, como se muestra en el tercer panel. Crédito:NASA, ESA, y Z. Levy (STScI)
"Lo más probable es que las tres estrellas fueran expulsadas de su casa cuando participaban en un juego de billar gravitacional, "Dijo Luhman. Lo que sucede a menudo cuando un sistema múltiple se desmorona es que dos de las estrellas se mueven lo suficientemente cerca una de la otra que se fusionan o forman un par muy apretado. En cualquier caso, su unión libera suficiente energía gravitacional que impulsa a todas las demás estrellas del sistema hacia afuera. El episodio energético también produce una salida masiva de material, que vemos en las imágenes infrarrojas NICMOS del Hubble como dedos de materia que se alejan de la ubicación de la estrella "fuente I". Estudios anteriores sugirieron que este material apunta a la "fuente I" como el instigador de la ruptura del sistema.
"Es muy obvio cuando miras las imágenes infrarrojas NICMOS que hay estos dedos de emisión que emanan de la" fuente I "en el centro de la Nebulosa Kleinmann-Low, donde ocurrió la interacción, "Robberto dijo." Estos son chorros de material, como los chorros de las estrellas jóvenes, excepto que el flujo de salida aquí es mucho más explosivo y en una escala mucho mayor de lo que normalmente se ve en una estrella joven ".
La estrella BN fue descubierta en imágenes infrarrojas en 1967, pero su movimiento rápido no se detectó hasta 1995, cuando las observaciones de radio midieron la velocidad de la estrella a 60, 000 millas por hora. "Source I" viaja aproximadamente 22, 000 millas por hora. La estrella había sido detectada solo en observaciones de radio porque está tan envuelta en polvo que toda su luz visible e infrarroja está bloqueada.
Telescopios futuros, como el telescopio espacial James Web que está construyendo la NASA, podrá observar una gran franja de la Nebulosa de Orión. Al comparar las imágenes de la nebulosa tomadas por este futuro telescopio con las creadas por Hubble años antes, Los astrónomos esperan identificar más estrellas fugitivas de sistemas de estrellas múltiples que explotaron.
