Considerando que vivimos aquí, uno pensaría que sabríamos más sobre la Vía Láctea. Conocemos su forma (una espiral), pero, sorprendentemente, no estamos muy seguros de los detalles de su tamaño. Sabemos aproximadamente dónde estamos (en el borde interior de un único zarcillo menor de un brazo, lanzado a unos 27.000 años luz del centro), pero no sabemos cuántas otras estrellas y planetas hay ahí fuera, girando en alguna otra parte de la galaxia. Y sabemos que es antiguo, casi tan antiguo como el universo mismo, en términos galácticos, y algunas de sus estrellas centrales se formaron mil millones de años después del Big Bang.
Ahora, un nuevo artículo, actualmente preimpreso pero cuya publicación está prevista en la revista Astronomy & Astrophysics, espera haber perfeccionado un poco más esa última métrica. Analizando un enigmático grupo de estrellas en el bulbo interior de la Vía Láctea, investigadores de Italia y Chile han localizado lo que creen que podría ser la colección de objetos más antigua de toda la galaxia: un cúmulo globular conocido como VVV CL001, que podría ser tan antiguo como el propio universo.
Una misteriosa nube en el cielo
Cuando busques cúmulos de estrellas antiguos, querrás buscar metales, un término que, para los astrónomos, significa “cualquier cosa que no sea hidrógeno o helio”.
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O, más exactamente, quiere estar atento a la falta de metales. ¿Por qué? En parte, se debe a cómo se forman y evolucionan las estrellas. Estos elementos están presentes en estrellas más jóvenes, pero eventualmente son expulsados al espacio, ya sea lentamente a través del viento estelar o en una gran supernova explosiva.
Por lo tanto, es probable que un grupo de estrellas muy pobres en metales sea muy antiguo, ya que se formó antes de que generaciones de estrellas sembraran la galaxia con grandes cantidades de elementos más pesados.
Ahora resulta que CL001 es notablemente pobre en metales: “quizás el cúmulo globular más pobre en metales del bulbo galáctico”, señala el artículo, con una proporción de hierro a hidrógeno inferior al uno por ciento de la de nuestro propio sol. Descubierta en 2010, también se encuentra dentro de una zona relativamente muerta de la galaxia, rodeada por una antigua población de estrellas. Se trata, en definitiva, de un candidato muy prometedor a ser el cúmulo globular más antiguo conocido de la Vía Láctea.
El único problema es, bueno, demostrarlo. Hasta ahora ha sido muy difícil obtener buenas lecturas de CL001. “Está situado en una región del bulbo muy poblada y altamente extinta”, señala el artículo, “y es un objeto muy débil y de baja masa”. En otras palabras, es difícil de ver.
Es más, es un poco extraño. Se encuentra cerca del centro de la galaxia, pero se mueve de manera muy diferente a otras estrellas en esa área, hasta el punto de que medir su velocidad y dirección fue realmente difícil durante años. Su composición es inusual; No hay estrellas RR Lyrae en el cúmulo, lo que normalmente actuaría como punto de referencia para el brillo de todo lo demás, lo que dificulta determinar la distancia de CL001.
Todo era muy extraño y misterioso, y recién en 2019 se confirmó que CL001 era un cúmulo globular. Se necesitaría un pensamiento lateral serio para demostrar que era uno de los más antiguos de la galaxia.
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Salir con las estrellas
Con pocos o ninguno de los marcadores habituales para clasificar CL001, el equipo tuvo que encontrar métodos alternativos para determinar su edad y ubicación. La clave resultó estar en cómo evolucionan las estrellas a medida que envejecen y, específicamente, en cómo sus colores pueden cambiar con el tiempo.
Es una técnica que realmente sólo puede usarse con estrellas extremadamente viejas, pero dice así: una vez que una estrella ha agotado el hidrógeno de su núcleo, puede, suponiendo que tenga el tipo correcto de masa, convertirse en una gigante roja. Después de eso, puede cambiar nuevamente, entrando en lo que se conoce como la “rama horizontal” de su ciclo de vida, llamada así por su lugar en el diagrama estándar de Hertzsprung-Russell que conecta masa, color y temperatura.
Ahora bien, estas estrellas de rama horizontal tienen una propiedad muy útil. Si bien su color, tamaño y temperatura pueden variar, su luminosidad tiende a restringirse a una banda bastante estrecha. Eso las convierte en un sustituto bastante bueno de las estrellas RR Lyrae: no tan predecibles, pero sigue siendo un punto de comparación razonablemente objetivo para medir las estrellas que las rodean.
Después de corregir todo el polvo entre CL001 y la Tierra, el equipo estimó una distancia de unos 24.000 años luz, colocando el cúmulo globular dentro del bulbo galáctico. Se trata de un detalle importante, ya que es evidencia de que el cúmulo ha estado en la Vía Láctea desde el principio; no es un trasplante de una de las potencialmente muchas colisiones con otras galaxias que han tenido lugar a lo largo de eones.
Luego, la edad, y para ello el equipo recurrió una vez más a la teoría del color. Utilizando imágenes del Telescopio Espacial Hubble, que pueden atravesar el polvo que afecta la vista, el equipo rastreó el cúmulo en busca de estrellas cerca del final de su vida de secuencia principal. Estas estrellas deberían ser débiles y rojas, y cuanto más vieja sea la estrella, más débil y roja será.
Utilizando el equivalente astrofísico de alta tecnología de una carta de colores Dulux, el equipo estimó la edad de las estrellas más antiguas del grupo: alrededor de 13.400 millones de años, más o menos. Y si ese número le suena vagamente familiar, es por una buena razón.
El cúmulo globular en el comienzo del universo
Si las estimaciones del equipo son correctas, CL001 podría tener alrededor de 13.800 millones de años, es decir, casi tanta edad como el universo mismo. Eso significa que nuestra propia galaxia no sólo es antigua: es potencialmente una de las cosas más antiguas que existen.
Es bastante emocionante, sin duda. Sólo hay un problema: no todo el mundo está convencido.
“Es muy posible que CL001 sea el cúmulo globular más antiguo de la Vía Láctea”, afirmó Holger Baumgardt, profesor asociado de astrofísica de la Universidad de Queensland, Australia, que no participó en el estudio. “También es seguro decir que la órbita del cúmulo se limita al interior de la Vía Láctea”.
Pero en general, le dijo a Sky & Telescope, no está convencido de la confianza del equipo. “El principal problema es realmente el alto grado de incertidumbre con respecto a la distancia”, dijo, “lo que hace que la determinación de la órbita sea bastante incierta”.
Es una crítica que los autores del estudio aceptan, y los próximos trabajos podrían mejorar esos cálculos de distancia para refinar aún más el resultado. Pero si el equipo de investigación resulta reivindicado, cambiaría lo que sabemos sobre nuestro hogar en el universo y, potencialmente, provocaría un replanteamiento de la edad que puede tener el universo mismo.
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