Estrellas que orbitan el agujero negro supermasivo central de la Vía Láctea suelen experimentar brutales colisiones que las hace 'comerse entre sí como zombis' para volverse más masivas y rejuvenecerse en apariencia.
Es la conclusión de un nuevo modelo utilizado por astrofísicos de la Universidad Northwestern que rastreó los viajes violentos de un millar de estrellas simuladas que orbitan alrededor de Sagitario A estrella, el agujero negro central supermasivo de la galaxia.
A pesar de su antigüedad, algunas estrellas que orbitan alrededor del agujero negro supermasivo central de la Vía Láctea parecen engañosamente jóvenes, y la nueva investigación encontró explicación.
“La región alrededor del agujero negro central es densa con estrellas que se mueven a velocidades extremadamente altas”, dijo en un comunicado la investigadora Sanaea C. Rose, quien dirigió el estudio.
“Es un poco como correr a través de una estación de metro increíblemente concurrida en la ciudad de Nueva York durante la hora punta. Si no chocas con otras personas, entonces estás pasando muy cerca de ellas. En el caso de las estrellas, estas colisiones cercanas aún hacen que interactúen “Queríamos explorar lo que estas colisiones e interacciones significan para la población estelar y caracterizar sus resultados”.
Rose presentó esta investigación en la reunión de abril de la American Physics Society en Sacramento, California.
Rose es becaria postdoctoral en el Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica (CIERA) de Northwestern. Comenzó este trabajo como candidata a doctorado en UCLA.
El centro de nuestra Vía Láctea es un lugar extraño y salvaje. La atracción gravitacional de Sagitario A estrellas acelera a las estrellas para que giren alrededor de sus órbitas a velocidades aterradoras. Y la gran cantidad de estrellas agrupadas en el centro de la galaxia supera el millón. El grupo densamente poblado más las velocidades ultrarrápidas equivalen a un derbi de demolición de alta velocidad. En la región más interna (a 0,1 pársecs del agujero negro) pocas estrellas escapan ilesas.
“La estrella más cercana a nuestro sol está a unos cuatro años luz de distancia”, explicó Rose. “A esa misma distancia, cerca del agujero negro supermasivo, hay más de un millón de estrellas. Es un vecindario increíblemente poblado. Además de eso, el agujero negro supermasivo tiene una atracción gravitacional realmente fuerte. A medida que orbitan alrededor del agujero negro, las estrellas pueden moverse a miles de kilómetros por segundo.”
Dentro de este vecindario estrecho y agitado, las estrellas pueden chocar con otras estrellas. Y cuanto más cerca viven las estrellas del agujero negro supermasivo, aumenta la probabilidad de colisión. Con curiosidad por los resultados de estas colisiones, Rose y sus colaboradores desarrollaron una simulación para rastrear el destino de las poblaciones estelares en el centro galáctico. La simulación tiene en cuenta varios factores: densidad del cúmulo estelar, masa de las estrellas, velocidad orbital, gravedad y distancias a Sagitario A estrella.
En su investigación, Rose identificó un factor que probablemente determine el destino de una estrella: su distancia del agujero negro supermasivo.
A 0,01 pársecs del agujero negro, las estrellas, que se mueven a velocidades que alcanzan miles de kilómetros por segundo, chocan constantemente entre sí. Rara vez es una colisión frontal y más bien se parece a un “choca esos cinco violento”, como lo describe Rose. Los impactos no son lo suficientemente fuertes como para destruir las estrellas por completo. En cambio, se despojan de sus capas exteriores y continúan acelerando a lo largo del curso de colisión.
“Se golpean entre sí y siguen adelante”, dijo Rose. “Simplemente se rozan entre sí como si estuvieran intercambiando un choque de manos muy violento. Esto hace que las estrellas expulsen algo de material y pierdan sus capas externas. Dependiendo de qué tan rápido se muevan y cuánto se superpongan cuando chocan, podrían perder bastante de sus capas exteriores. Estas colisiones destructivas dan como resultado una población de estrellas extrañas, despojadas y de baja masa”.
Fuera de 0,01 pársecs, las estrellas se mueven a un ritmo más relajado: cientos de kilómetros por segundo en lugar de miles. Debido a sus velocidades más lentas, estas estrellas chocan entre sí pero luego no tienen suficiente energía para escapar. En cambio, se fusionan para volverse más masivos. En algunos casos, incluso podrían fusionarse varias veces para volverse 10 veces más masivos que nuestro sol.
“Algunas estrellas ganan la lotería de las colisiones”, dijo Rose. “A través de colisiones y fusiones, estas estrellas recogen más hidrógeno. Aunque se formaron a partir de una población más vieja, se disfrazan de estrellas rejuvenecidas. Son como estrellas zombis: se comen a sus vecinas”.
Pero la apariencia juvenil tiene el costo de una esperanza de vida más corta. “Mueren muy rápido”, dijo Rose. “Las estrellas masivas son como autos gigantes que consumen mucha gasolina. Comienzan con mucho hidrógeno, pero lo queman muy rápido”.
