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Un objeto descubierto con la ayuda de científicos ciudadanos se movía tan rápido a través de la Vía Láctea que podría haber escapado de la gravedad de la galaxia y haber alcanzado el espacio intergaláctico, según una nueva investigación.
Este objeto es probablemente una estrella roja tenue y viajaba a 600 kilómetros por segundo (1,3 millones de millas por hora). En comparación, el Sol orbita la Vía Láctea a 450.000 millas por hora (200 kilómetros por segundo).
De confirmarse, este objeto sería la primera estrella conocida de baja masa y alta velocidad, según un equipo de astrónomos y científicos ciudadanos cuyo estudio ha sido aceptado para su publicación en Cartas de revistas astrofísicas.
Roman Gerasimov, coautor del estudio y becario postdoctoral en el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Notre Dame, dijo que el número de estrellas de baja masa es mucho mayor que el de estrellas de gran masa debido a la formación de estrellas. favorece los objetos de baja masa y las estrellas con mayor masa tienen vidas más cortas. Pero las estrellas de baja masa son más difíciles de detectar porque son más frías y menos luminosas.
Estrellas de alta velocidad, las primeras Su existencia fue postulada en 1988 Dijo que estos fósiles, que fueron descubiertos en 2005, ya son extremadamente raros, lo que hace que este nuevo descubrimiento sea «particularmente emocionante».
Los voluntarios participan en un proyecto llamado Mundos de patio trasero: Planeta 9 La estrella fue descubierta por primera vez y recibió el nombre de CWISE J124909.08+362116.0, o J1249+36 para abreviar. Los investigadores que participan en el proyecto buscan encontrar pruebas de la existencia de objetos no descubiertos o de un gran mundo virtual, llamado Planeta Nueve, en el “patio trasero del sistema solar” más allá de Neptuno.
Los participantes de Backyard Worlds buscan patrones y anomalías en imágenes y datos recopilados por la misión Wide-field Infrared Survey Explorer de la NASA, que cartografió el cielo usando luz infrarroja de 2009 a 2011. (La agencia espacial ha redesignado la misión como Objeto Cercano a la Tierra Explorador de reconocimiento infrarrojo de campo amplio en 2013 para observar asteroides y cometas cercanos a la Tierra antes de cerrarse por completo el 8 de agosto).
La estrella J1249+36 llamó la atención de los científicos ciudadanos que observaron los datos hace unos años porque se movía a aproximadamente el 0,1% de la velocidad de la luz, según los autores del estudio.
«No puedo describir el nivel de emoción. Cuando vi por primera vez lo rápido que se movía, estaba convencido de que ya debía haber sido informado», dijo en un comunicado el coautor del estudio Martin Kabatnik, un científico ciudadano de Nuremberg, Alemania. .
Observaciones posteriores a través de varios telescopios ayudaron a enfocar el objeto y confirmar el descubrimiento.
«Aquí es donde la fuente se volvió muy interesante, ya que su velocidad y trayectoria mostraban que se movía lo suficientemente rápido como para escapar de la Vía Láctea», dijo Adam Burgasser, autor principal del estudio y profesor de astronomía y astrofísica en la UC San Diego. en un comunicado.
Inicialmente, la baja masa de la estrella dificultaba su clasificación, lo que llevó a los astrónomos a preguntarse si se trataba de una estrella de baja masa o de una enana marrón, un cuerpo celeste que no es del todo una estrella o un planeta.
Las enanas marrones son más masivas que los planetas, pero no tan grandes como las estrellas, y los científicos ciudadanos que trabajan en el Proyecto Backyard Worlds han descubierto más de 4.000 de ellas.
Pero ninguna de esas enanas marrones estaba acelerando en un camino que las sacaría de la galaxia como… Estrellas de hipervelocidad ‘fugitivas’ Ha sido observado por los astrónomos en las últimas dos décadas.
Los astrónomos han observado J1249+36 utilizando telescopios terrestres, incluido el Observatorio WM Keck en Mauna Kea en Hawaii y el telescopio Pan-STARRS del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawaii en el volcán Haleakala en Maui.
Los datos del espectrógrafo de infrarrojo cercano del Observatorio Keck indican que la estrella era una estrella subenana de clase L, o una estrella con una masa mucho menor y una temperatura más fría que la del Sol. Las estrellas subenanas frías son las estrellas más antiguas de la galaxia.
Los datos del telescopio reflejan que la estrella potencial tiene una menor concentración de metales, como el hierro, en comparación con otras estrellas o enanas marrones.
Combinando datos de múltiples telescopios, los astrónomos determinaron la posición y la velocidad de la estrella en el espacio, lo que les permitió predecir que emergería de la Vía Láctea en algún momento.
Pero quedan dudas sobre la verdadera naturaleza de este ser.
«Calculé la masa de este objeto y descubrí que equivale aproximadamente al 8% de la masa del Sol comparando sus propiedades observadas con simulaciones por computadora de la evolución estelar», dijo Gerasimov. «Esto coloca a este objeto en el mínimo permitido de masa estelar». masa, y en realidad es posible que la masa del objeto sea un poco menor”. «A partir de este punto, lo que significa que el objeto no es una estrella sino una enana marrón».
Los autores del estudio dicen que descubrir más detalles sobre este objeto puede ayudar a los astrónomos a determinar si representa un grupo más amplio de objetos de alta velocidad y baja masa que han sufrido aceleraciones extremas.
Comprender su naturaleza exacta también puede ayudarlos a determinar cuándo dejará la galaxia. Anteriormente, los astrónomos detectaron un agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea dando una rápida patada a una estrella que abandonará la galaxia definitivamente en unos 100 millones de años.
Los investigadores creen que hay dos escenarios posibles que pondrán a J1249+36 en su vía rápida.
El equipo de estudio dijo que es probable que la estrella sea compañera de una estrella enana blanca, que es el núcleo restante de una estrella muerta que ha expulsado gases que le sirven como combustible nuclear. En estos pares de estrellas, si las dos estrellas están muy juntas, la enana blanca quitará masa a su compañera y creará una explosión llamada nova. Cuando una enana blanca acumula demasiada masa, colapsará y explotará en una supernova.
«En este tipo de supernova, la enana blanca queda completamente destruida, por lo que su compañera se libera y se aleja volando a la misma velocidad orbital a la que se movía originalmente, además de una pequeña patada de la explosión de la supernova», dijo Burgasser. «Nuestros cálculos muestran que este escenario funciona. Sin embargo, la enana blanca ya no existe y los restos de la explosión, que probablemente ocurrió hace varios millones de años, ya se han disipado, por lo que no tenemos pruebas concluyentes de que ese sea su origen».
Otra posibilidad es que J1249+36 estuviera ubicado en un cúmulo globular, o un grupo de estrellas estrechamente esféricas. Los astrónomos esperan la presencia de agujeros negros de diferentes masas en el centro de estos cúmulos. Los agujeros negros pueden formar pares binarios que pueden expulsar cualquier estrella que se acerque demasiado a ellos.
«Cuando una estrella se encuentra con un agujero negro binario, la compleja dinámica de esta triple interacción puede expulsar a esa estrella del cúmulo globular», Kyle Kramer, coautor del estudio y profesor asistente en el Departamento de Astronomía y Astrofísica de la UC San Diego, dijo en un comunicado.
Kramer realizó simulaciones y descubrió que las interacciones entre tres objetos podrían expulsar a una estrella enana de baja masa de un cúmulo y ponerla en un camino similar al de J1249+36.
«Esto confirma el concepto, pero en realidad no sabemos a qué cúmulo globular pertenece esta estrella», dijo Kramer.
Lo que interesa a Gerasimov es la idea de que el objeto fue expulsado de un cúmulo globular porque dichos cúmulos contienen estrellas de más de 13 mil millones de años.
«La composición química y la distribución de las masas estelares en los cúmulos globulares reflejan los primeros pasos en la formación y evolución de nuestra galaxia. Sin embargo, casi todo lo que sabemos sobre los cúmulos globulares proviene de estudios de sus miembros de mayor masa porque las estrellas de baja masa y las marrones los enanos son difíciles de observar», afirmó.
El telescopio espacial James Webb permitió recientemente a los astrónomos identificar las primeras enanas marrones en un cúmulo globular, que tienen una masa similar a la del objeto. Pero los ejemplos hasta ahora son demasiado pocos para alcanzar una comprensión más amplia.
“Sin embargo, la presencia de esta estrella de hipervelocidad, si es que efectivamente es un antiguo miembro de un cúmulo globular, abre una nueva forma de estudiar los miembros del cúmulo de baja masa buscando aquellos que han sido expulsados y viajan a altas velocidades a través de el vecindario del Sol”, dijo Gerasimov. «Dado que pudimos encontrar un ejemplo, es probable que se descubran más ejemplos en el futuro».
Los investigadores dijeron que rastrear el camino que J1249+36 ha tomado hasta ahora en la dirección opuesta podría conducir al descubrimiento de una parte abarrotada del cielo nocturno donde cúmulos no descubiertos esperan ser descubiertos.
Ahora, los científicos esperan aprender más pistas de la composición elemental de la estrella, lo que podría ayudar a explicar cómo terminó alejándose de la Vía Láctea.
Cuando las enanas blancas explotan, crean elementos pesados que se pueden encontrar alrededor de J1249+36. Asimismo, las estrellas en los cúmulos globulares de la Vía Láctea tienen distintos patrones de elementos que sirven como tarjeta de identificación con sus orígenes.
«Básicamente estamos buscando una firma química que pueda identificar a qué sistema pertenece esta estrella», dijo Gerasimov.
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