Un nuevo y magnífico retrato de un antiguo cúmulo de estrellas revela una imperfección inesperada: una brecha visible en el brillo de sus estrellas.
La impresionante imagen, tomada por el telescopio espacial Euclid de la Agencia Espacial Europea (ESA), captura NGC 6397, uno de los cúmulos globulares más cercanos a la Tierra. NGC 6397 es un enjambre brillante de cientos de miles de estrellas muy juntas, pero cuando los astrónomos observaron más de cerca, descubrieron algo inusual escondido dentro de los destellos.
Un gráfico que traza las estrellas según su brillo y color reveló una brecha notoria: una región estrecha donde ciertas estrellas deberían haber aparecido pero no lo hicieron. La característica es tan distinta que se destaca visiblemente en los datos, pareciendo casi como una mancha en una distribución de estrellas que de otro modo sería suave, según un comunicado del Instituto Científico del Telescopio Espacial (STScI).
El descubrimiento surgió de las observaciones recopiladas por Euclid, cuya tarea principal es investigar la materia y la energía oscuras. Inicialmente, el equipo estaba estudiando los movimientos de las estrellas dentro del cúmulo globular utilizando datos tanto de Euclid como del Telescopio Espacial Hubble. Al analizar los datos de NGC 6397, los investigadores no buscaban estrellas perdidas. En cambio, se toparon con la característica mientras estudiaban la población estelar del cúmulo.
“El descubrimiento fue fortuito”, dijo en el comunicado Andrea Bellini, uno de los autores principales del artículo de investigación de STScI. “No buscábamos la brecha, pero la encontramos”.
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La brecha se produce entre las estrellas enanas rojas, el tipo de estrella más común en la Vía Láctea. Los investigadores creen que el vacío visible está relacionado con cambios profundos dentro de las estrellas a medida que pasan de tener interiores parcialmente convectivos a volverse completamente convectivos. Ese cambio altera ligeramente la estructura y la luminosidad de las estrellas, dejando relativamente pocas estrellas con ciertos niveles de brillo.
La idea de que las poblaciones estelares pueden contener pequeños rangos de estrellas “faltantes” surgió por primera vez en 2018, cuando la misión Gaia de la ESA reveló una brecha sutil en la distribución del brillo de cientos de miles de estrellas cercanas. Trazados en un diagrama de Hertzsprung-Russell (HR), los datos sugirieron que incluso en grandes poblaciones estelares, las estrellas no siempre caen en patrones perfectamente uniformes.
Las nuevas observaciones de Euclides se basan en esa idea al identificar una característica similar dentro del cúmulo globular NGC 6397, que es una colección de estrellas apretadas y aproximadamente esféricas unidas por la gravedad, que a menudo se encuentra en las afueras de las galaxias y que contiene algunas de las estrellas más antiguas conocidas. Utilizando un diagrama HR, el equipo volvió a mapear estrellas por su luminosidad y color y descubrió una pequeña escasez de enanas rojas en niveles de brillo específicos.
Debido a que relativamente pocas estrellas pasan por esta breve etapa de transición en su evolución, hay una caída correspondiente en su número en esas luminosidades. En el diagrama HR, esa escasez aparece como una delgada brecha que atraviesa la banda de estrellas que de otro modo sería continua.
“Los cúmulos globulares son los laboratorios ideales para estudiar la evolución estelar y las poblaciones estelares”, dijo en el comunicado Massimo Griggio, autor principal del estudio de STSc.
El brillo preciso donde aparece la brecha, junto con las propiedades de las estrellas involucradas, ayuda a los astrónomos a estimar qué tan lejos está el cúmulo. NGC 6397, un antiguo cúmulo globular de unos 13.400 millones de años, se encuentra a unos 8.000 años luz de distancia, en la constelación de Ara, dijeron los investigadores.
Esta es la primera vez que los astrónomos identifican el fenómeno en un cúmulo globular, lo que brinda una nueva oportunidad para probar modelos de evolución estelar utilizando uno de los sistemas estelares más antiguos y densamente poblados de la galaxia.
Sus hallazgos fueron publicados el 12 de mayo en la revista Astronomy & Astrophysics.