Una enorme y brillante bola de estrellas llamada Terzan 5 podría ser un grupo del abultamiento central de nuestra galaxia que no se ha suavizado en la mezcla y, en cambio, ha sobrevivido como una reliquia fósil sobrante del nacimiento de la Vía Láctea.
“Terzan 5 puede proporcionar evidencia directa que pueda ayudar a explicar cómo se formaron los bulbos en las galaxias de todo el universo”, dijo Barbara Lanzoni de la Universidad de Bolonia en un comunicado. Lanzoni es miembro de un equipo de astrónomos, dirigido por sus colegas de Bolonia Giorgia Zullo y Francesco Ferraro, que abordaron Terzan 5 con el Telescopio Espacial James Webb (JWST).
Terzan 5 es un cúmulo globular: una enorme esfera de estrellas con una masa total dos millones de veces mayor que la de nuestro sol y una luminosidad total 800.000 veces mayor. El problema es que Terzan 5 se encuentra a unos 18.800 años luz de distancia, en el bulbo de la Vía Láctea. Esto significa que densas franjas de polvo galáctico interpuesto bloquean nuestra visión, atenuando significativamente el brillo aparente de Terzan 5. Por eso no fue descubierto hasta 1968 por el astrónomo turco-franco-armenio Agop Terzan.
Los cúmulos globulares tienden a ser antiguos. También tienden a haber formado todas sus estrellas en una explosión gigante. Por lo tanto, todas sus estrellas deberían tener la misma edad, entre 12 y 13 mil millones de años. Sin embargo, unos pocos cúmulos globulares seleccionados muestran evidencia de tener más de una generación de estrellas. Estos incluyen Omega Centauri, NGC 2808 y NGC 1783 en la Vía Láctea, así como NGC 411 en la Pequeña Nube de Magallanes y NGC 1696 en la Gran Nube de Magallanes. Se han propuesto varias explicaciones, incluida la posibilidad de que sean restos centrales de galaxias enanas que han sido despojadas de la mayoría de sus estrellas por las fuerzas de marea gravitacionales que emanan de la Vía Láctea. O tal vez estos cúmulos simplemente eran lo suficientemente masivos como para retener algo de gas molecular para futuras generaciones estelares.
Cuando el Telescopio Espacial Hubble echó un vistazo a Terzan 5 en 2009 y luego nuevamente en 2016, descubrió que también se encontraba entre las filas de extraños cúmulos globulares con dos generaciones de estrellas, que datan de hace 12,5 y 4,7 mil millones de años. Sin embargo, debido a que está detrás de tanto polvo galáctico, ni siquiera el Hubble tiene la visión más clara.
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El JWST, sin embargo, sí lo hace. Su visión de infrarrojo cercano puede ver a través del polvo.
“Las nuevas observaciones de Webb en el infrarrojo cercano, comparadas con las observaciones de archivo del Hubble, nos han dado una imagen mucho más clara de la historia de Terzan 5”, dijo la líder del estudio Giorgia Zullo, Ph.D. Estudiante en Bolonia.
El JWST detectó dos generaciones más de estrellas, una generación nacida hace 3.800 millones de años y otra hace 2.500 millones de años. Cuatro generaciones de estrellas son difíciles de explicar para cualquier cúmulo globular, por lo que el equipo cree que Terzan 5 podría ser algo más primordial: un bloque de construcción sobrante del bulbo de la Vía Láctea que nunca fue asimilado del todo por nuestra galaxia.
“Por alguna razón, este peculiar grupo de estrellas se formó por separado del bulbo y no fue destruido cuando se formó el bulbo”, dijo Ferraro. “Terzan 5 es lo que ahora llamamos un fragmento fósil de protuberancia porque se asemeja a los grupos primordiales que contribuyeron a la formación del protuberancia”.
Las galaxias de disco tienen dos componentes principales: un disco relativamente estrecho formado por brazos espirales y un núcleo bulboso llamado bulbo. Los bulbos galácticos tienden a ser las partes más antiguas de las galaxias y se forman miles de millones de años antes que los discos, al menos en el caso de la Vía Láctea. El JWST está observando que este proceso ocurre en el universo temprano, revelando galaxias jóvenes y agrupadas, pero dada la gran extensión de espacio y tiempo que el JWST está observando, las observaciones de los componentes básicos que intervienen en la formación de estas galaxias aún no están totalmente claras. Con Terzan 5, podríamos estar observando uno de los componentes básicos del abultamiento de la Vía Láctea relativamente de cerca, y podría proporcionar nuevos conocimientos sobre el nacimiento de nuestra galaxia.
Terzan 5 probablemente tampoco sea el único fragmento fósil abultado. Además de los otros cúmulos globulares antes mencionados, algunos de los cuales podrían ser fragmentos fósiles y otros podrían ser núcleos de galaxias enanas, el cúmulo globular Liller 1 cerca del centro de nuestra galaxia comparte muchas de las propiedades de Terzan 5, incluida su gran abundancia de elementos pesados producidos por múltiples generaciones de estrellas que han muerto en explosiones de supernovas.
El equipo ahora está buscando buscar otros 40 o 50 cúmulos globulares en el bulbo para ver si también podrían ser fragmentos fósiles del bulbo, o si son simplemente cúmulos globulares normales.
Los hallazgos se presentaron en la 248ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Pasadena, California, que tuvo lugar entre el 14 y el 18 de junio. También se publicó un artículo que describe las observaciones del JWST en la revista Astronomy & Astrophysics.