Un grupo de astrónomos ha demostrado que las estrellas que se mueven más rápido en nuestra galaxia, que viajan tan rápido que pueden escapar de la Vía Láctea, son de hecho fugitivas de una galaxia mucho más pequeña en órbita alrededor de la nuestra.

Los investigadores, de la Universidad de Cambridge, utilizó datos del Sloan Digital Sky Survey y simulaciones por computadora para demostrar que estos velocistas estelares se originaron en la Gran Nube de Magallanes (LMC), una galaxia enana en órbita alrededor de la Vía Láctea.

Estas estrellas de rápido movimiento, conocidas como estrellas de hipervelocidad, pudieron escapar de su hogar original cuando la explosión de una estrella en un sistema binario hizo que la otra volara con tal velocidad que pudo escapar de la gravedad de la LMC y ser absorbida por la Vía Láctea. Los resultados se publican en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society , y se presentará hoy (5 de julio) en la Reunión Nacional de Astronomía en Hull.

Los astrónomos primero pensaron que las estrellas de hipervelocidad, que son grandes estrellas azules, puede haber sido expulsado del centro de la Vía Láctea por un agujero negro supermasivo. Otros escenarios que involucran galaxias enanas en desintegración o cúmulos estelares caóticos también pueden explicar las velocidades de estas estrellas, pero los tres mecanismos no logran explicar por qué solo se encuentran en una cierta parte del cielo.

Hasta la fecha, se han observado aproximadamente 20 estrellas de hipervelocidad, principalmente en el hemisferio norte, aunque es posible que haya muchos más que solo se pueden observar en el hemisferio sur.

"Las explicaciones anteriores sobre el origen de las estrellas a hipervelocidad no me satisfacían, "dijo Douglas Boubert, estudiante de doctorado en el Instituto de Astronomía de Cambridge y autor principal del artículo. "Las estrellas de hipervelocidad se encuentran principalmente en las constelaciones de Leo y Sextans; nos preguntamos por qué es así".

Una explicación alternativa al origen de las estrellas de hipervelocidad es que son fugitivas de un sistema binario. En sistemas estelares binarios, cuanto más cerca están las dos estrellas, cuanto más rápido orbitan entre sí. Si una estrella explota como supernova, puede romper el binario y la estrella restante vuela a la velocidad a la que estaba orbitando. La estrella que escapa se conoce como fugitiva. Las estrellas fugitivas que se originan en la Vía Láctea no son lo suficientemente rápidas para ser hiperveloces porque las estrellas azules no pueden orbitar lo suficientemente cerca sin que las dos estrellas se fusionen. Pero una galaxia en rápido movimiento podría dar lugar a estas veloces estrellas.

La LMC es la más grande y rápida de las docenas de galaxias enanas en órbita alrededor de la Vía Láctea. Solo tiene el 10% de la masa de la Vía Láctea, y así los fugitivos más rápidos nacidos en esta galaxia enana pueden escapar fácilmente de su gravedad. El LMC vuela alrededor de la Vía Láctea a 400 kilómetros por segundo y, como una bala disparada desde un tren en movimiento, la velocidad de estas estrellas fuera de control es la velocidad a la que fueron expulsadas más la velocidad de la LMC. Esto es lo suficientemente rápido como para que sean estrellas de hipervelocidad.

"Estas estrellas acaban de saltar de un tren expreso, no es de extrañar que sean rápidas, "dijo el coautor Rob Izzard, un miembro de Rutherford en el Instituto de Astronomía. "Esto también explica su posición en el cielo, porque los fugitivos más rápidos son expulsados ​​a lo largo de la órbita del LMC hacia las constelaciones de Leo y Sextans ".

Los investigadores utilizaron una combinación de datos del Sloan Digital Sky Survey y simulaciones por computadora para modelar cómo las estrellas de hipervelocidad podrían escapar de la LMC y terminar en la Vía Láctea. Los investigadores simularon el nacimiento y la muerte de estrellas en el LMC durante los últimos dos mil millones de años. y anotó todas las estrellas fugitivas. La órbita de las estrellas fuera de control después de que fueron expulsadas de la LMC se siguió en una segunda simulación que incluyó la gravedad de la LMC y la Vía Láctea. Estas simulaciones permiten a los investigadores predecir en qué parte del cielo esperaríamos encontrar estrellas fuera de control de la LMC.

"Somos los primeros en simular la expulsión de estrellas fuera de control de la LMC; predecimos que hay 10, 000 fugitivos esparcidos por el cielo, "dijo Boubert. La mitad de las estrellas simuladas que escapan de la LMC son lo suficientemente rápidas para escapar de la gravedad de la Vía Láctea, haciéndolas estrellas de hipervelocidad. Si las estrellas de hipervelocidad conocidas anteriormente son estrellas fuera de control, también explicaría su posición en el cielo.

Las estrellas azules masivas terminan sus vidas colapsando en una estrella de neutrones o un agujero negro después de cientos de millones de años y las estrellas fuera de control no son diferentes. La mayoría de las estrellas fugitivas en la simulación murieron "en vuelo" después de ser expulsadas del LMC. Las estrellas de neutrones y los agujeros negros que quedan atrás continúan su camino y así, junto con el 10, 000 estrellas fugitivas, los investigadores también predicen un millón de estrellas de neutrones fugitivos y agujeros negros que vuelan a través de la Vía Láctea.

"Pronto sabremos si tenemos razón, "dijo Boubert." El satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea reportará datos sobre miles de millones de estrellas el próximo año, y debería haber un rastro de estrellas a hipervelocidad a través del cielo entre las constelaciones de Leo y Sextans en el norte y LMC en el sur ".