Un grupo de astrónomos han demostrado que las estrellas de más rápido movimiento en nuestra galaxia-que están viajando tan rápido que pueden escapar de la vía Láctea-son, de hecho, fugitivas de una galaxia mucho más pequeña en órbita alrededor de la nuestra.
La impresión de un artista de estrellas fugitivas. Crédito: Amanda Smith
Estas estrellas de movimiento rápido, conocidas como estrellas de hipervelocidad, fueron capaces de escapar de su casa original cuando la explosión de una estrella en un sistema binario causó que la otra volara con tal velocidad que fue capaz de escapar de la gravedad de la LMC y ser absorbida en la vía Láctea.
Los resultados se publican en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, y se presentarán hoy (5 de julio) en la reunión nacional de Astronomía en Hull.
Los astrónomos primero pensaron que las estrellas de hipervelocidad, que son estrellas azules grandes, pudieron haber sido expelidas del centro de la Vía Láctea por un agujero negro supermasivo.
Otros escenarios que implican la desintegración de galaxias enanas o Cúmulos estelares caóticos también pueden explicar las velocidades de estas estrellas, pero los tres mecanismos no explican por qué sólo se encuentran en cierta parte del cielo.
Hasta la fecha, se han observado aproximadamente 20 estrellas de hipervelocidad, sobre todo en el hemisferio norte, aunque es posible que haya muchas más que sólo pueden observarse en el hemisferio sur.
"Las explicaciones anteriores para el origen de las estrellas de hipervelocidad no me satisfacían", dijo Douglas Boubert, un estudiante de doctorado en el Instituto de Astronomía de Cambridge y autor principal del papel.
"Las estrellas de hipervelocidad se encuentran sobre todo en las constelaciones de Leo y la Constelación Sextans y nos preguntábamos por qué ese era el caso."
Una explicación alternativa al origen de las estrellas de hipervelocidad es que son fugitivas de un sistema binario.
En sistemas estelares binarios, cuanto más cerca están las dos estrellas, más rápido se orbitan.
Si una estrella estalla como supernova, puede romper el binario y la estrella restante vuela apagada en la velocidad que orbitaba.
La estrella escapándose es conocida como una fugitiva. Las estrellas fugitivas que se originan en la Vía Láctea no son lo suficientemente rápidas como para ser de hipervelocidad porque las estrellas azules no pueden orbitar lo suficientemente cerca sin que las dos estrellas se fusionen.
Pero una galaxia en movimiento rápido podría dar lugar a estas estrellas veloces.
El LMC es el más grande y más rápido de las docenas de galaxias enanas en órbita alrededor de la Vía Láctea.
Sólo tiene el 10% de la masa de la Vía Láctea, y así las fugitivas más rápidas nacidas en esta galaxia enana pueden escapar fácilmente de su gravedad.
El LMC vuela alrededor de la Vía Láctea a 400 kilómetros por segundo y, como una bala disparada desde un tren en movimiento, la velocidad de estas estrellas fugitivas es la velocidad a que fueron expulsadas más la velocidad de la LMC. Esto es lo suficientemente rápido para que sean las estrellas de hipervelocidad.
"Estas estrellas acaban de saltar de un tren expreso-no es de extrañar que sean rápidas", dijo el coautor Rob Izzard, un compañero de Rutherford en el Instituto de Astronomía.
"Esto también explica su posición en el cielo, porque las fugitivas más rápidas son eyectadas a lo largo de la órbita del LMC hacia las constelaciones de Leo y Sextans."
Los investigadores utilizaron una combinación de datos del Sloan Digital Sky Survey and Computer Simulations para modelar cómo las estrellas de hipervelocidad podrían escapar del LMC y terminar en la Vía Láctea.
Los investigadores simularon el nacimiento y la muerte de estrellas en el LMC durante los últimos 2.000.000.000 años, y anotaron cada estrella fugitiva.
La órbita de las estrellas fugitivas después de ser expulsadas del LMC fue seguida en una segunda simulación que incluyó la gravedad del LMC y la Vía Láctea.
Estas simulaciones permiten a los investigadores predecir dónde en el cielo esperaríamos encontrar estrellas fugitivas del LMC.
"Somos los primeros en simular la eyección de estrellas fugitivas de la LMC-predecimos que hay 10.000 fugitivas esparcidas por el cielo", dijo Boubert.
La mitad de las estrellas simuladas que escapan del LMC son lo suficientemente rápidas para escapar de la gravedad de la Vía Láctea, convirtiéndolas en estrellas de hipervelocidad.
Si las estrellas de hipervelocidad conocidas anteriormente son estrellas fugitivas, también explicaría su posición en el cielo.
Estrellas azules masivas terminan sus vidas colapsando a una estrella de neutrones o agujero negro después de cientos de millones de años y las estrellas fugitivas no son diferentes.
La mayoría de las estrellas fugitivas en la simulación murieron "en vuelo" después de ser expulsadas de la LMC.
Las estrellas de neutrones y los agujeros negros que se dejan atrás simplemente continúan su camino y así, junto con las 10.000 estrellas fugitivas, los investigadores también pudieron predecir un millón de estrellas de neutrones fugitivas y agujeros negros volando a través de la Vía Láctea.
"Sabremos muy pronto si estamos en lo cierto", dijo Boubert. "El satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea reportará datos sobre miles de millones de estrellas el próximo año, y debe haber un rastro de estrellas de hipervelocidad a través del cielo entre las constelaciones Leo y Sextans en el norte y el LMC en el sur".