Un equipo internacional de investigadores ha descubierto que el cúmulo de estrellas IRS13 cerca del agujero negro central de la Vía Láctea es sorprendentemente joven. El descubrimiento, posible gracias a décadas de datos y al telescopio espacial James Webb, desafía las teorías actuales sobre la formación de estrellas y proporciona información sobre la historia y el futuro del centro de la Vía Láctea.
Los investigadores han descubierto que IRS13, un cúmulo de estrellas cerca del agujero negro supermasivo Sagitario A* en la Vía Láctea, es mucho más joven de lo esperado. Esto desafía las teorías existentes sobre la formación de estrellas cerca de los agujeros negros. El equipo de investigación cree que el proceso de formación de IRS13 estuvo lleno de turbulencias, lo que pudo haber provocado la aparición inesperada de estrellas jóvenes en sus proximidades.
Un equipo de investigación internacional dirigido por el Dr. Florian Peißker del Instituto de Astrofísica de la Universidad de Colonia llevó a cabo un estudio detallado de un cúmulo de estrellas joven cerca de Sagitario A* (SgrA*), el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Sorprendentemente, descubrieron que el grupo, llamado IRS13, era mucho más joven de lo esperado.
IRS13 fue descubierto hace más de dos décadas y hasta hace poco no era posible identificar los miembros específicos del grupo. Lo lograron combinando una variedad de datos recopilados por múltiples telescopios durante varias décadas.
Las estrellas de este cúmulo tienen sólo unos pocos cientos de miles de años y son muy jóvenes para los estándares estelares, especialmente en comparación con nuestro Sol, de 5 mil millones de años. Curiosamente, dada la radiación de alta energía y las fuerzas de marea de la Vía Láctea, es imposible que existan tantas estrellas jóvenes cerca de un agujero negro supermasivo.
El estudio se titula "Evaporating Massive Embedded Star Cluster IRS13 Near SgrA*. I. Detección de una rica población de objetos polvorientos en el cúmulo IRS13" (Detección de una rica población de objetos polvorientos en el cúmulo IRS13) y se publicó en The Astrophysical Journal.
Vista de múltiples longitudes de onda alrededor del agujero negro supermasivo SgrA* (X amarilla). El rojo son estrellas, el azul es polvo. Muchas de las estrellas jóvenes del cúmulo estelar IRS 13 están oscurecidas por el polvo o por estrellas brillantes. Crédito de la imagen: Florian Peissker/Universidad de Colonia
Otro descubrimiento importante relacionado con esta investigación se realizó utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST). El telescopio espacial James Webb ha producido el primer espectro del centro de la Vía Láctea sin interferencias atmosféricas. Esta hazaña se debe a un prisma desarrollado en el Instituto de Astrofísica, supervisado por el profesor Dr. Andreas Eckardt, uno de los coautores del estudio. Los resultados espectroscópicos muestran la presencia de hielo de agua en el centro galáctico. Este hielo de agua, que se encuentra comúnmente alrededor de objetos estelares jóvenes, es una prueba más de la juventud de algunas estrellas cercanas a los agujeros negros.
Investigaciones adicionales realizadas por el equipo del Dr. Peske mostraron que el IRS13 experimentó una historia de formación compleja. IRS13 parece haber migrado hacia el agujero negro supermasivo debido a factores como la fricción con el medio interestelar, las colisiones con otros cúmulos estelares o su dinámica interna. En algún momento, la gravedad del agujero negro "captura" el cúmulo de estrellas. Esta interacción gravitacional probablemente causa un impacto en forma de arco en la parte frontal del cúmulo, como la proa de un barco cortando el agua. El aumento resultante en la densidad del polvo puede haber desencadenado una mayor formación de estrellas, lo que también puede explicar por qué las estrellas más jóvenes del cúmulo se encuentran principalmente en la parte superior o frontal.
El Dr. Peißker dijo: "El análisis de IRS13 y la correspondiente interpretación del cúmulo de estrellas es el primer intento de desentrañar el misterio de hace una década de las estrellas inesperadamente jóvenes en el centro de la Vía Láctea. Además de IRS13, también hay un cúmulo de estrellas, el llamado cúmulo S, que está más cerca del agujero negro y también está formado por estrellas jóvenes. Según la teoría aceptada, estas estrellas también son significativamente más jóvenes".
El descubrimiento de IRS13 brinda la oportunidad de realizar más investigaciones para establecer conexiones entre la región directamente adyacente al agujero negro y las regiones que se encuentran a años luz de distancia.
El Dr. Michal Zajaček, segundo autor del estudio y científico de la Universidad Masaryk en Brno, República Checa, añadió: "El cúmulo IRS13 parece ser la clave para desentrañar el origen de la densa población de estrellas en el centro de la Vía Láctea. Hemos recopilado mucha evidencia de que estrellas muy jóvenes en el rango de los agujeros negros supermasivos pueden haberse formado en cúmulos como IRS13. Esta es también la primera vez que hemos podido identificar poblaciones de estrellas de diferentes edades (estrellas calientes de la secuencia principal y estrellas jóvenes emergentes) en un cúmulo tan cerca del centro de la Vía Láctea".