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Astrónomos detectan una estrella interestelar en el corazón de la Vía Láctea

  • La estrella interestelar S0-6 gira en espiral hacia Sagitario A*, el agujero negro supermasivo central de la Vía Láctea.

  • S0-6 probablemente vino de otra galaxia.


Representación artística de agujero negro devorando estrella.
Representación artística de agujero negro devorando estrella.

Hay una estrella interestelar gigante roja orbitando en el centro de nuestra galaxia. Se llama S0-6 y tiene huellas químicas de su lugar de nacimiento, muy lejos de la Vía Láctea. Esta antigua estrella gira lentamente en espiral hacia el agujero negro supermasivo Sagitario A* (Sgr A*) en el corazón de la Vía Láctea. Con el tiempo, podría ser arrastrado hacia el agujero negro y destruido después de viajar durante decenas de miles de años para llegar allí.


S0-6 no es la única estrella interestelar que orbita alrededor de Sgr A*. Es parte de una población de estrellas no nativas de la región. No hay muchos “nativos” allí porque la intensa gravedad del agujero negro afecta el entorno circundante. Las condiciones extremas dificultan la formación de estrellas cerca del agujero negro, aunque existen algunas poblaciones en la región. Sin embargo, la población estelar que contiene S0-6 parece provenir de otro lugar. Para S0-6 y sus hermanos, el truco consiste en descubrir dónde estaba, en función de sus edades y su composición química (es decir, su metalicidad). Todas esas son pistas de su historia.


La región central de la Vía Láctea capturada por el Telescopio Subaru. La imagen muestra muchas estrellas en un campo de visión de aproximadamente 0,4 años luz de diámetro. La estrella S0-6 (círculo azul), objeto de este estudio, se encuentra a unos 0,04 años luz del agujero negro supermasivo Sagitario A* (Sgr A*, círculo verde). (Crédito: Universidad de Educación de Miyagi/NAOJ)
La región central de la Vía Láctea capturada por el Telescopio Subaru. La imagen muestra muchas estrellas en un campo de visión de aproximadamente 0,4 años luz de diámetro. La estrella S0-6 (círculo azul), objeto de este estudio, se encuentra a unos 0,04 años luz del agujero negro supermasivo Sagitario A* (Sgr A*, círculo verde). (Crédito: Universidad de Educación de Miyagi/NAOJ)


Más sobre la estrella interestelar S0-6


¿Cómo saben los astrónomos que el S0-6 se formó en otros lugares? Un equipo dirigido por Shogo Nishiyama de la Universidad de Educación de Miyagi en Japón utilizó el telescopio Subaru para estudiarlo de 2014 a 2021. Utilizaron el instrumento de infrarrojo cercano (NIR) del telescopio para realizar espectroscopia de alta resolución de la luz que fluye desde la estrella. A partir de esos datos, determinaron su composición química, así como su velocidad radial hacia el agujero negro. En la actualidad, S0-6 está a unos 0,2 pársecs (unos 0,04 años luz) de Sgr A* y se acerca cada segundo.


Basándose en la metalicidad, Nishiyama y sus colegas determinaron que la estrella en sí es bastante pobre en metales. (Eso significa que tiene algunos elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio, pero no en gran abundancia. La temperatura y magnitud de su superficie les dicen que S0-6 es una gigante roja de tipo tardío, con una edad de no más de 10 mil millones de años ( (es decir, alrededor del doble de edad que el Sol). Tampoco viaja solo. Hay muchas otras estrellas de edad y metalicidad similares en un cúmulo alrededor de la región de Sgr A*. Sin embargo, la mayoría de ellas no coinciden con las metalicidades. de estrellas que nacieron en la Vía Láctea y que químicamente son más similares a las de la Gran Nube de Magallanes o a otras galaxias enanas cercanas a la nuestra.



Un ejemplo de una galaxia enana destrozada (y eventualmente canibalizada) por la Vía Láctea. Esta imagen muestra el modelo de la galaxia enana de Sagitario, destrozada por las mareas, envolviendo una representación tridimensional del disco de la Vía Láctea (espiral azul aplanada). El punto amarillo representa la posición del Sol. Estrellas como S0-2 y S0-6 probablemente provienen de otra galaxia enana también consumida por la Vía Láctea en un pasado distante. Crédito: Ley UCLA/DR
Un ejemplo de una galaxia enana destrozada (y eventualmente canibalizada) por la Vía Láctea. Esta imagen muestra el modelo de la galaxia enana de Sagitario, destrozada por las mareas, envolviendo una representación tridimensional del disco de la Vía Láctea (espiral azul aplanada). El punto amarillo representa la posición del Sol. Estrellas como S0-2 y S0-6 probablemente provienen de otra galaxia enana también consumida por la Vía Láctea en un pasado distante. Crédito: Ley UCLA/DR

Entonces, ¿dónde nació esta estrella?


El equipo de Nishiyama sugiere que esta estrella (y otras de su cohorte) nació en un cúmulo de estrellas nucleares en una galaxia enana completamente separada de la Vía Láctea. Más allá de eso, necesitan más información para decidir su origen. "Todavía hay muchas preguntas según Nishiyama:" ¿S0-6 realmente se originó fuera de la Vía Láctea? ¿Tiene acompañantes o viajó solo? Con más investigaciones, esperamos desentrañar los misterios de las estrellas cercanas al agujero negro supermasivo”.


La estrella experimentó una evolución química muy diferente en su galaxia de origen, en comparación con las nacidas en nuestra Vía Láctea. Hay una diferencia en abundancia metálica entre los que nacen en la Vía Láctea y los que vienen del exterior. Esa diferencia se debe a muchos factores, incluida la abundancia inicial de gases y otros materiales en la galaxia en el momento de la formación estelar. Los astrónomos pueden distinguir entre las poblaciones estelares "nativas" de la Vía Láctea y las de otras galaxias que han sido canibalizadas mediante colisiones y fusiones.


Con el tiempo, esa galaxia se encontró con la Vía Láctea. Todos sus componentes fueron arrastrados hacia nuestra galaxia y el cúmulo que contenía S0-6 comenzó una larga y lenta espiral hacia el núcleo galáctico. A lo largo de su vida de 10 mil millones de años, esta estrella probablemente viajó 50.000 años luz a través de las profundidades del espacio desde su lugar de nacimiento fuera de la Vía Láctea hasta su ubicación actual. Ahora está sujeto a la influencia gravitacional de Sgr A. Durante el tiempo que el equipo de investigación monitoreó sus movimientos, vieron que su velocidad radial se aceleraba ligeramente. Eso les dice que S0-6 está siendo atraído e influenciado por Sgr A.


Sondeando el vecindario del agujero negro


Estrellas como ésta son únicas en la galaxia. No sólo proceden de otro lugar, sino que proporcionan información sobre las condiciones gravitacionales que rodean al agujero negro supermasivo central. A medida que se acercan al agujero negro, se mueven más rápido. La velocidad de esa aceleración proporcionará pistas sobre la fuerza de atracción del agujero negro a distintas distancias. En ese sentido, el equipo de Nishiyama las considera “partículas de prueba” virtuales que se mueven a través del campo gravitacional.


No sólo han estudiado S0-6, sino que pasaron varios años estudiando los movimientos de otro, S ) -2/S2 . Tiene un período orbital alrededor del agujero negro de unos 16 años. Lo que han aprendido sobre sus movimientos también les dice más sobre las características físicas de Sgr A*. Por ejemplo, han determinado que su masa es cercana a los 4,23 millones de masas solares. Las observaciones de otras estrellas de tipo S (incluida S0-6) dan una masa bastante precisa del agujero negro y sus movimientos continuos prometen más datos sobre las condiciones alrededor de Sgr A*.


 

Referencias:

Origin of an orbiting star around the galactic supermassive black hole

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