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Exceso de estrellas masivas sorprende a los científicos

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Son hasta 200 veces el tamaño del Sol en la región de 30 Doradus, en la Gran Nube de Magallanes.

La Vía Láctea, la galaxia en la que se encuentra nuestro sistema solar, no es una isla solitaria en el universo. Por el contrario, está en un vecindario galáctico denominado el Grupo Local, un barrio cósmico con más de 50 galaxias, algunas de ellas con características similares a las de la nuestra y otras bastante diferentes.

Esta cincuentena de estructuras espaciales repletas de billones de estrellas están, a su vez, agrupadas en sistemas –que vendrían siendo como los conjuntos residenciales del barrio–. Dentro del grupo de la Vía Láctea, una de las galaxias más cercanas es la Gran Nube de Magallanes, distinguible a simple vista desde nuestro planeta sin la necesidad de utilizar equipos especiales. Por esta razón se trata de uno de los objetos que más han llamado la atención de los astrónomos en la historia, aun cuando pasó desapercibida para los griegos, quienes no la observaron por ser visible solo desde el hemisferio sur.

Solo cuando el navegante portugués Fernando de Magallanes la describió en detalle, Europa supo de la existencia de esta estructura, ubicada a más de 180.000 años luz de distancia e integrada por más de 30 billones de estrellas. Y, en medio de ese enjambre de objetos siderales, sobresale uno por su espectacularidad: la nebulosa de la Tarántula, una estructura con gran luminosidad por la intensa formación de estrellas masivas, es decir, con una masa de hasta ocho veces la de nuestro Sol.

Se trata de astros particularmente importantes para los astrónomos debido a la enorme retroalimentación que pueden proveer. Estas pueden explotar en espectaculares supernovas al final de sus vidas, formando algunos de los objetos más exóticos del universo, como las estrellas de neutrones y los agujeros negros. Incluso, cuando interactúan, durante su evolución, dos estrellas masivas pueden llegar a ser progenitoras de ondas gravitacionales.

Fue justamente en la nebulosa de la tarántula, también conocida como 30 Doradus, donde un grupo internacional de investigadores utilizó el Telescopio Muy Grande (VLT, por sus siglas en inglés), en Chile, para observar alrededor de 1.000 estrellas masivas.

Este grupo de investigadores, que conforman el proyecto VLT-Flames Tarantula Survey (VFTS), analizaron en detalle alrededor 250 de estas estrellas para determinar la distribución de masa de nacimiento en 30 Doradus, también conocida como la función de masa inicial (IMF, por sus siglas en inglés).
De acuerdo con los investigadores del VFTS, en esta región hay un exceso significativo de estrellas masivas con respecto a estimaciones previas. Además, y contra lo que indicaban estudios anteriores –en los que se pensaba que solo eran posibles las estrellas con hasta 100 masas solares–, encontraron que la IMF está densamente poblada, con estrellas de hasta 200 masas solares.

“Este estudio muestra que ahora es posible pensar en que nazcan estrellas con masas de hasta 200 o, incluso, 300 veces la del Sol. Estábamos absolutamente sorprendidos cuando nos dimos cuenta de que en 30 Doradus se han formado muchas más estrellas masivas de lo esperado”, dijo Fabian Schneider de la Universidad de Oxford (Reino Unido), autor principal del estudio, que se acaba de publicar en Science.

Óscar Ramírez Agudelo, astrofísico colombiano, investigador del Real Observatorio de Edimburgo y quien también hizo parte de esta investigación, añade que las estrellas masivas rigen la evolución de las galaxias y, por lo tanto, la del universo, debido a su intensa radiación ionizante, vientos estelares, procesamiento químico y explosiones de supernova.

“Además –asegura–, se cree que las primeras estrellas que se formaron en el universo eran muy masivas y que las supernovas que terminaron con sus vidas enriquecieron el medioambiente con elementos más pesados que el helio. Se cree que al final de las edades oscuras cósmicas, que abarcan los primeros cientos de millones de años, las estrellas masivas fueron las primeras fuentes de luz óptica y ultravioleta”.

Schneider agrega que los resultados tienen consecuencias de largo alcance para la comprensión del cosmos y significan que puede haber un 70 por ciento más de supernovas, un aumento del 200 por ciento en los rendimientos químicos y un 270 por ciento más de radiación ionizante de las poblaciones estelares masivas. Además, la tasa de formación de agujeros negros podría aumentar en un 180 por ciento, lo que se traduce directamente en un aumento correspondiente de las fusiones de agujeros negros binarios que se han detectado recientemente a través de señales de ondas gravitacionales.

Ramírez apunta que, aunque aún no es claro cómo se forman estrellas con hasta 200 masas solares, su hallazgo observacional indica que este tipo de estrellas sí existen en el universo. Según dijo, la colaboración de VFTS buscará ahora investigar qué tan universales son estos hallazgos y cuáles son las consecuencias exactas de esto para la evolución de nuestro cosmos, así como cuál sería la frecuencia de supernovas y eventos de ondas gravitacionales, dado que ahora las estrellas masivas son más comunes en el universo.

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