El Chandra encuentra dúos estelares desterrados de galaxias
Los científicos han encontrado evidencias de pares de estrellas que han sido expulsadas de sus galaxias anfitrionas. Este descubrimiento, realizado utilizando datos del Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA, es uno de los ejemplos más claros de la expulsión de pares estelares de su base galáctica.
NASA/CXC/Nanjing University/X. Jin et al.
Los astrónomos usan el término sistema “binario” para referirse a pares de estrellas que orbitan entre sí. Estos pares estelares pueden consistir en combinaciones de estrellas como nuestro Sol, o variedades más exóticas y más densas, como estrellas de neutrones o incluso agujeros negros.
Las estrellas de neutrones se forman cuando una estrella masiva explota como una supernova y el núcleo de la estrella se colapsa sobre sí misma. Bajo ciertas condiciones, estas explosiones gigantescas que crean las estrellas de neutrones no son simétricas. El efecto de retroceso puede empujar a la estrella con tal fuerza, que sea expulsada de la galaxia donde reside.
Estos nuevos resultados del Chandra muestran que a veces, una estrella compañera también se ve obligada a salir de la galaxia.
“Es como un invitado al que se le pide que salga de una fiesta con un amigo ruidoso”, dijo en un comunicado Xiangyu Jin, de la Universidad McGill en Montreal, Canadá, quien dirigió el estudio. “La estrella compañera en esta situación es arrastrada fuera de la galaxia simplemente porque está en órbita con la estrella que se convirtió en supernova”.
¿Cómo buscan los astrónomos estas parejas desterradas? Si la estrella compañera está lo suficientemente cerca, la materia girará hacia la estrella de neutrones más densa y formará un disco alrededor de ella (debido a las grandes fuerzas gravitacionales) que provoca que el material en este disco se mueva más rápidamente, y las fuerzas de fricción lo calienten a decenas de millones de grados. A estas temperaturas, el disco se ilumina en luz de rayos X.
Jin y sus colaboradores encontraron en un exhaustivo estudio del cúmulo de galaxias Fornax (realizado con datos del Chandra tomados entre 1999 y 2015) huellas de sistemas binarios de rayos X fuera de las galaxias. Este cúmulo de galaxias está relativamente cerca, a una distancia de unos 60 millones de años luz de la Tierra, en la constelación del mismo nombre.
Al combinar el gran conjunto de datos del Chandra con las observaciones ópticas, los investigadores realizaron un censo de las fuentes de rayos X (a unos 600.000 años luz de la galaxia central en el cúmulo de Fornax). Los astrónomos concluyeron que alrededor de 30 fuentes en el cúmulo de Fornax probablemente serían sistemas binarios que habían sido expulsados del centro de sus galaxias anfitrionas.
“En lugar de estar atados a una galaxia en particular, estos pares de estrellas existen en el espacio entre galaxias, o están saliendo de su galaxia local”, dijo el coautor Meicun Hou, de la Universidad de Nanjing en China.
El equipo también encontró otras 150 fuentes que parecen estar fuera de los límites de los cúmulos estelares de las galaxias. Sin embargo, se determinó que estos tenían además otros orígenes.
Una posibilidad es que residan en los halos (o lejanos confines) de la galaxia central del cúmulo de Fornax donde se formaron.
Una segunda posibilidad es que los binarios de rayos X fueran retirados de una galaxia por la fuerza gravitacional otra galaxia cercana, o dejados como parte de los remanentes de una galaxia despojada de la mayor parte de sus estrellas por una colisión galáctica. Se espera que tales interacciones sean relativamente comunes en una región atestada como la del cúmulo Fornax.
“Esto es como el final de una fiesta, donde las personas que asisten van en direcciones diferentes, y solo quedan los anfitriones”, dijo el coautor Zhenlin Zhu, también de la Universidad de Nanjing. “En Fornax, el caso es que las galaxias originales ya no existen”.
Las observaciones del Chandra implicaron un tiempo de exposición total de 15 días, lo que permitió al equipo descubrir 1.177 fuentes de rayos X dentro de su región de búsqueda, que cubre 29 galaxias en el grupo de Fornax. El equipo estimó cuántas de estas fuentes probablemente pertenecen a galaxias en el cúmulo, y cuántas son fuentes mucho más distantes que no están contenidas en el. Esto los dejó con aproximadamente 180 fuentes ubicadas fuera de las principales regiones estelares de los cúmulos galácticos.
“Si bien estamos muy entusiasmados con lo que encontramos, nuestros datos sugieren que puede haber muchos más de estos sistemas binarios expulsados que son demasiado débiles para verlos en los datos del Chandra”, dijo el coautor Zhiyuan Li, también de la Universidad de Nanjing. “Necesitaremos observaciones más largas del Chandra para detectar esta población de fuentes más débiles”.
