Una fotografía infrarroja en falso color del cúmulo de Serpens, mostrando sus estrellas jóvenes asomándose desde las profundidades de una densa cadena de polvo que oscurece la luz óptica. Los astrónomos utilizaron imágenes de rayos X (ACISI-I) de la región para concluir que varias de estas estrellas son de hecho muy jóvenes a pesar de que no albergan discos de material a su alrededor. Las estrellas pueden haber perdido sus discos debido a interacciones en el cúmulo, mientras que las estrellas sin disco suelen ser más antiguas. Crédito:NASA / Spitzer y Winston 2018
Las estrellas se forman con frecuencia en entornos abarrotados. Al combinar los recursos de misiones de múltiples longitudes de onda como Chandra en los rayos X y Spitzer en el infrarrojo, los astrónomos pueden resolver ambigüedades y armar un censo mucho más completo del contenido de los conglomerados y las propiedades individuales de la población. Un ejemplo de ello es el desarrollo de discos (posiblemente protoplanetarios) alrededor de nuevas estrellas. Los discos se forman junto con la nueva estrella y luego evolucionan durante unos pocos millones de años antes de disiparse. quizás dejando planetas atrás, y en entornos agrupados, su desarrollo puede verse influido por las interacciones con los vecinos.
Los discos estelares son calentados por sus estrellas y fueron detectados por primera vez a través de la emisión infrarroja del polvo caliente. Las estrellas jóvenes más evolucionadas sin discos carecen de esta característica firma infrarroja y, por lo tanto, pueden identificarse como las más evolucionadas en un cúmulo. También se descubrió que las estrellas jóvenes emiten niveles elevados de rayos X en comparación con las estrellas de la secuencia principal debido a su circulación interna aún en desarrollo. (De hecho, las estrellas jóvenes pueden tener luminosidades miles de veces más brillantes en rayos X que sus contrapartes estelares más antiguas). sin embargo, donde se cree que otros factores además de la edad pueden inhibir o interrumpir el desarrollo de un disco, la emisión de rayos X ofrece una herramienta independiente para identificar esas estrellas jóvenes sin discos.
El cúmulo de estrellas Serpens South, se estima que se encuentra a unos 900 años luz de distancia en la dirección de la constelación de Serpens, es muy joven y sus estrellas están fuertemente enmascaradas por el espeso polvo natal en su entorno; de hecho, se cree que se encuentra entre las regiones más jóvenes cercanas a nosotros, convirtiéndolo en un importante banco de pruebas para el estudio de la evolución del disco en entornos agrupados. Los astrónomos de CfA Elaine Winston y Scott Wolk y dos colaboradores utilizaron datos de Chandra y Spitzer para analizar sesenta y seis estrellas jóvenes en el cúmulo con emisión de rayos X e infrarrojos. Encontraron cinco estrellas que parecían sin disco y viejas porque carecían de la firma infrarroja de los discos, pero según su emisión de rayos X, en realidad todavía son bastante jóvenes:la disipación de su disco no es el resultado del envejecimiento sino de las interacciones de los grupos, coherente con la teoría.
El equipo también pudo abordar una disputa de larga data sobre la distancia al grupo. Muchos astrónomos habían asumido que estaba a tres mil años luz de distancia, la misma distancia que otro cúmulo en esa región del cielo, pero se sabe que el brillo intrínseco de rayos X de las estrellas jóvenes en cúmulos sigue una distribución de valores relativamente estrecha, y la emisión de rayos X observada de estas estrellas argumenta en contra de la estimación de distancia más lejana ya favor del valor de 900 lágrimas de luz.