Un equipo internacional de astrónomos ha usado el telescopio espacial Hubble en el rango de la luz ultravioleta para identificar nueve estrellas supermasivas, con masas 100 veces mayores que la del Sol, en el cúmulo estelar R136. La observación plantea nuevos interrogantes sobre el misterioso origen de estos monstruos estelares.
El cúmulo estelar R136 se encuentra en la Nebulosa de la Tarántula, en la Gran Nube de Magallanes, a unos 170.000 años luz de distancia de la Tierra. Se trata de un cúmulo estelar joven y pequeño –de solo unos pocos años luz–, pero que contiene una gran cantidad de estrellas muy masivas, calientes y luminosas, cuya energía se emite principalmente en el ultravioleta.
Utilizando el telescopio espacial Hubble de la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA), los astrónomos han combinado ahora imágenes captadas con su cámara de gran campo WFC3 y datos de su espectrógrafo STIS, de una resolución espacial sin precedentes en el ultravioleta, para estudiar por primera vez este joven cúmulo estelar.
Los resultados del estudio, que se publicarán en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, han encontrado decenas de estrellas con masas superiores a 50 masas solares, pero lo más relevante es que han detectado nueve estrellas supermasivas en el cúmulo –la muestra más grande identificada hasta la fecha–, con masas superiores a las 100 masas solares. Aun así, ninguna de ellas supera el récord de 320 masas solares que ostenta la estrella R136a1, la más masiva del universo.
“La capacidad de estudiar la luz ultravioleta de una región tan excepcionalmente concurrida y distinguir sus diferentes componentes, resolviendo las firmas de estrellas individuales, ha sido posible gracias a los instrumentos del Hubble”, explica Paul Crowther, de la Universidad de Sheffield (Reino Unido) y autor principal del trabajo. “Junto con mis colegas, me gustaría reconocer el trabajo realizado por los astronautas durante la última misión de mantenimiento del Hubble (en 2009), que permitió restaurar STIS aún a riesgo de poner sus vidas en peligro por el bien de la ciencia”.
La obtención de los espectros de STIS para los objetos de R136 fue de gran complejidad técnica debido a la gran densidad de estrellas en el centro del cúmulo. Incluso con las capacidades del Hubble, los espectros de las estrellas brillantes adyacentes se superponen entre sí y existe un fondo de radiación ultravioleta creado por miles de estrellas apelotonadas en el cúmulo que no se pueden separar en objetos individuales.
Un software español
El análisis pudo realizarse gracias a un software creado específicamente para solucionar este problema y que fue desarrollado por un investigador actualmente en el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), Jesús Maíz Apellániz, cuando era astrónomo de la ESA en el Instituto Científico del Telescopio Espacial en Baltimore (EEUU).
En 2010, Crowther y sus colaboradores descubrieron la existencia de cuatro estrellas en R136, cuyas masas superaban más de 150 veces la masa del Sol. En aquel momento, las extremas propiedades de esas estrellas fueron una sorpresa para los científicos, pues la teoría no contemplaba la existencia de estrellas tan masivas. Ahora, este nuevo censo muestra que en R136 hay cinco estrellas más con más de 100 masas solares. Los resultados obtenidos en R136 y en otros cúmulos plantean nuevos interrogantes en la formación de estrellas masivas, pues el origen de estos gigantes sigue siendo una incógnita.
Saida Caballero-Nieves, coautora del estudio, explica: “Se ha sugerido que estos monstruos son el resultado de la fusión de estrellas no tan extremas en sistemas binarios cercanos. Por lo que sabemos acerca de la frecuencia de fusiones de estrellas masivas, este escenario no es capaz de explicar la gran cantidad de estrellas masivas que observamos en R136, de modo que parece que esas estrellas han debido originarse a partir de procesos de formación estelar”.
Para hallar respuestas sobre el origen de estas estrellas, el equipo continuará estudiando los datos. El análisis de nuevas observaciones ópticas con STIS les permitirá también buscar sistemas binarios cercanos en R136, que podrían producir agujeros negros binarios masivos, que se fusionarían, en última instancia, produciendo ondas gravitatorias. “Nuestro trabajo confirma que, a pesar de llevar en órbita más de 25 años, hay algunas áreas científicas para las que el Hubble es todavía un instrumento excepcional”, concluye Crowther.
Por fin sabemos de dónde obtienen los agujeros negros sus campos magnéticos: de las estrellas progenitoras que colapsan en estos espacios completamente desprovistos de materia. Para los autores, este hallazgo puede cambiar nuestra percepción de los sistemas estelares y su evolución.
Si bien los astrónomos ya habían capturado alrededor de dos docenas de imágenes ampliadas de este tipo de estrellas, es la primera vez que llegan a observar una de ellas en detalle.
