El lado oscuro de los cúmulos estelares

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Reportajes ONDA3 | Canal Investigación.- Los cúmulos globulares de estrellas son enormes bolas de miles de estrellas que orbitan alrededor de la mayoría de las galaxias. Están entre los sistemas estelares más viejos conocidos del universo y han sobrevivido a casi todo el proceso de crecimiento y evolución de la galaxia.Matt Taylor, estudiante de doctorado de la Pontificia Universidad Católica de Chile (Santiago, Chile) y titular de una beca de ESO, es el autor principal del nuevo estudio. Él mismo nos presenta la escena: “Los cúmulos globulares y sus estrellas son claves para entender la formación y evolución de las galaxias. Durante décadas, los astrónomos han creído que las estrellas que componen un determinado cúmulo globular compartían la misma composición química y tenían la misma edad, pero ahora sabemos que son criaturas más extrañas y complicadas de lo que parecían”.

La galaxia elíptica Centaurus A (también conocida como NGC 5128) es la galaxia gigante más cercana a la Vía Láctea y se sospecha que alberga unos 2.000 cúmulos globulares. Muchos de estos glóbulos son más brillantes y más masivos que los más o menos 150 que orbitan la Vía Láctea.

Matt Taylor y su equipo han hecho los estudios más detallados hasta ahora de una muestra de 125 cúmulos globulares de estrellas alrededor de Centaurus A usando el instrumento FLAMES, instalado en Very Large Telescope de ESO, en el Observatorio Paranal, al norte de Chile.

Usaron estas observaciones para deducir la masa de los cúmulos y comparar este resultado con el brillo de cada uno de los cúmulos.

Para la mayoría de los cúmulos del nuevo sondeo, los más brillantes tenían más masa, tal como se esperaba (si un cúmulo contiene más estrellas tiene mayor brillo total y más masa total). Pero algo extraño apareció en algunos de los cúmulos globulares: eran muchas veces más masivos de lo que parecían. Y aún más extraño: cuanto más masivos eran estos inusuales cúmulos, mayor era la fracción de material oscuro que contenían. Algo en estos cúmulos era oscuro y masivo y estaba oculto. Pero ¿de qué se trataba?

Esta inmensa galaxia elíptica, NGC 5128 (también conocida como Centaurus A), es la galaxia de su tipo más cercana a la Tierra, a una distancia de unos 12 millones de años luz. Observaciones llevadas a cabo con el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, instalado en Chile, han descubierto una nueva clase de cúmulos globulares de estrellas “oscuros” alrededor de esta galaxia. Estos están marcados en rojo. Los cúmulos globulares normales están marcados en azul y los cúmulos globulares que muestran propiedades similares a las galaxias enanas están en verde. Los cúmulos globulares oscuros se parecen mucho a otros cúmulos globulares que están alrededor de esta galaxia, pero contienen mucha más masa.

Había varias posibilidades. ¿Podrían los cúmulos oscuros contener agujeros negros, u otros restos estelares oscuros en sus núcleos? Esto podría explicar parte de la masa oculta, pero el equipo concluye que esto no explicaría toda la historia. ¿Qué pasa con la materia oscura? Se considera que los cúmulos globulares están prácticamente desprovistos de esta sustancia misteriosa pero, quizás, por alguna razón desconocida, algunos cúmulos han conservado aglomeraciones significativas de materia oscura en sus núcleos. Esto explicaría las observaciones, pero no encaja en la teoría convencional.

El coautor, Thomas Puzia, añade: “Nuestro descubrimiento de cúmulos estelares con masas inesperadamente altas para la cantidad de estrellas que contienen, sugiere que puede haber múltiples familias de cúmulos globulares, con diferentes historias de formación. Aparentemente, algunos cúmulos estelares tienen toda la pinta de ser cúmulos globulares del montón, pero, en este caso, las apariencias engañan, y es posible que haya gato encerrado”.

Estos objetos siguen siendo un misterio. El equipo también participa en un estudio más amplio de otros cúmulos globulares en otras galaxias y hay algunas pistas intrigantes que indican que dichos cúmulos oscuros también se pueden encontrar en otros lugares.

Matt Taylor resume la situación: “¡Nos hemos tropezado con una clase nueva y misteriosa de cúmulo estelar! Esto demuestra que todavía tenemos mucho que aprender sobre todos los aspectos relacionados con la formación de cúmulos globulares. Es un resultado importante y ahora tenemos que encontrar más ejemplos de cúmulos oscuros alrededor de otras galaxias”.


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