Ciencias

Las estrellas fugaces reales son muy diferentes de lo que esperabas.

Idan Ginsburg es profesor académico de física y astronomía en la Universidad Estatal de Georgia. Esta historia fue publicada originalmente. dentro La conversación.

«Veo tu gloria como una estrella fugaz».

Eso dice el conde de Salisbury mientras rumia el futuro en «Ricardo II» de Shakespeare.

Durante el Renacimiento inglés, la gente creía que las estrellas fugaces eran luminarias que caían del cielo y presagios de calamidad. Pero a finales del siglo XIX, científicos establecidos la verdad es mucho más mundana. lo que ahora se llama comúnmente estrellas fugaces o fugaces son simplemente pequeños trozos de roca o polvo que se queman rápidamente al entrar en la atmósfera terrestre.

Pero la naturaleza tiene una sorpresa para ti: las estrellas fugaces existen.

yo soy un astrofísico quien estudia Mecánica celeste– cómo se mueven objetos como estrellas, planetas y galaxias.

De 2005 a 2014, un observación monumental programa que incorpora el Encuesta Sloan Digital Sky y telescopios en Observatorio Fred Lawrence Whipple confirmó una nueva clase de estrellas que se mueven con una velocidad tan increíble que pueden escapar de la gravedad de sus galaxias nativas.

Los astrónomos recién están comenzando a comprender estas estrellas fugaces de la vida real llamadas estrellas de hipervelocidad– que vuela por el cosmos a millones de millas por hora.

Estrellas giratorias y tirachinas

La historia de las estrellas de alta velocidad comienza en 1988, cuando Jack Gilbert Hills, un teórico de Laboratorios Nacionales de Los Alamos, tuvo una idea inspirada: ¿qué pasaría si un sistema estelar binario, es decir, dos estrellas que están unidas gravitacionalmente y orbitan un centro de masa común, viajara cerca del enorme agujero negro en el centro de la Vía Láctea? Hills calculó que el fuerza de marea desde el agujero negro podría renderizar el sistema binario en dos.

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Imagínese a dos patinadores sobre hielo tomados de la mano y girando hasta que de repente se sueltan. Los dos patinadores volarán lejos el uno del otro. Asimismo, cuando dos estrellas en un sistema binario están separadas por un encuentro cercano con un agujero negro, se separan. En tal encuentro, una estrella puede ganar suficiente energía para ser expulsada de la galaxia por completo.

Los astrónomos ahora saben que así es como nacen las estrellas a hipervelocidad.

Una estrella de hipervelocidad, HE 0437-5439, ha sido lanzada desde el centro de la Vía Láctea y está en un viaje de ida fuera de la galaxia. Ilustración: NASA, ESA y G. Bacon (STScI), CC BY

Teoría, Observaciones y Simulaciones

Después de la publicación del artículo profético de Hills, la comunidad astronómica consideró las estrellas de hipervelocidad como una posibilidad intrigante, aunque sin evidencia de observación. Eso cambió en 2005.

Al observar estrellas en el Halo de la Vía Láctea, un equipo de investigadores que utiliza Observatorio MMT en Arizona me encontré con algo muy inesperado. Observaron una estrella escapando de la Vía Láctea a casi 2 millones de millas por hora (3,2 millones de kilómetros por hora). Esto era HVS1, la primera estrella de hipervelocidad conocida.

Las observaciones cuentan parte de la historia, pero para ayudar a responder otras preguntas, como qué le sucede al compañero después de que se separa de la estrella de hiperespelo, mi asesor y yo recurrimos a las simulaciones por computadora. Nuestros modelos predicen que la otra estrella del primer par suele ser izquierda orbitando el agujero negro al igual que la Tierra orbita alrededor del sol.

Las simulaciones utilizan las leyes de la física para calcular las órbitas y trayectorias de las estrellas, incluidas las estrellas de hipervelocidad. Diagrama: ESO / L. Road / spaceengine.org, CC BY

Otro resultado interesante de estos esfuerzos de modelado fue el descubrimiento de que a veces el dos estrellas pueden chocar entre sí. Cuando esto sucede, las estrellas pueden fusionarse en una estrella muy masiva.

Si se está preguntando qué le podría pasar a un planeta que orbita una de estas estrellas, también lo hemos modelado. En un 2012 artículo corto, mis colegas y yo demostramos que el agujero negro en el centro de nuestra galaxia puede expulsar planetas de la Vía Láctea a casi un 5% de la velocidad de la luz.

Hasta la fecha, no se han detectado planetas a hipervelocidad, pero bien podrían estar ahí fuera, esperando que algunos astrónomos felices los golpeen.

No todas las estrellas rápidas abandonan la galaxia.

Usando datos de Nave espacial Gaia, lanzado en 2013, mis colegas y yo hemos descubierto que algunas de las estrellas que la comunidad astronómica antes consideraba «estrellas de hiperespelo» son en realidad probablemente vinculado a la Vía Láctea.

Si bien este resultado puede parecer decepcionante, en realidad revela dos puntos críticos. Primero, existen diferentes mecanismos para acelerar las estrellas a altas velocidades. Hoy los astrónomos conocen miles de estrellas veloces. Sin embargo, el hecho de que una estrella se mueva rápidamente no significa necesariamente que sea una estrella a hipervelocidad disociada de la Vía Láctea. En segundo lugar, las verdaderas estrellas de hipervelocidad que están escapando de la Vía Láctea podrían ser más raras de lo que se pensaba anteriormente.

Una nave espacial circular que vuela a través de una galaxia de estrellas púrpura.
Los datos de telescopios terrestres y espaciales como Gaia ayudan a los astrónomos a aprender más sobre todos los tipos de estrellas de alta velocidad. Ilustración: A ESO, CC BY

El futuro es brillante y rápido

Creo que es hermoso que haya estrellas fugaces reales. Es igualmente sorprendente que el estudio de sus trayectorias y velocidades pueda ayudar a responder algunas de las principales preguntas de la ciencia actual.

Por ejemplo, las estrellas de alta velocidad pueden ofrecer pistas sobre la naturaleza y distribución de la materia oscura En el universo. Las estrellas de alta velocidad también pueden ser la clave para responder si hay más de un agujero negro en el centro de la galaxia.

Mis estudiantes están usando NASA’s Satélite de reconocimiento de exoplanetas en tránsito para buscar planetas alrededor de estas estrellas increíblemente rápidas. El descubrimiento de incluso un planeta alrededor de una estrella de hipervelocidad cambiará para siempre las ideas de formación planetaria y capacidad de supervivencia.

Estas estrellas son rápidas, pero arrojan luz lentamente sobre los secretos de la naturaleza. Si bien es posible que no pueda ver una estrella fugaz real con sus propios ojos, ciertamente puede pedirla.

La conversación

Prudencia Febo

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