Las estrellas (la inmensa mayoría) nacen de a muchas, en grandes regiones de formación estelar, donde forman cúmulos estelares. Es el fenómenos que hemos contado recientemente, en relación a las nebulosas Tarántula y Orión. Nuestro Sol seguramente nació en un cúmulo, hace 4570 millones de años. No uno tan grande como el de la Nebulosa Tarántula, seguramente. Uno normalito. Incluso hay quien cree que el Sol nació en el cúmulo M 67, como conté hace algunos años.
Messier 67 tiene unas 500 estrellas, y una masa equivalente a unas 1000 veces la del Sol. Es un cúmulo antiguo, y muchas de sus estrellas originales lo han abandonado. Es posible que inicialmente haya tenido 10 veces más masa, y muchas más estrellas. Como conté en aquella nota, a pesar de la coincidencia de edades y de composición química, lo más probable es que nuestro sistema solar no se haya formado allí.
¿Cómo habrá sido nuestro cúmulo natal? ¿Cuántas estrellas habrá tenido? Hace poco leí un argumento que me pareció muy ingenioso para calcularlo. Imaginen la siguiente línea temporal:
En el cúmulo se van formando continuamente estrellas tipo Sol (secuencia en azul, con el Sol en verde), durante varios millones de años. También se forman estrellas masivas (en rojo), que viven sus vidas mucho más rápido, algunas de las cuales terminan explotando como supernovas (de tipo II, dice CCSN) cuando todavía se están formando estrellas (esto también lo contamos en la nota sobre la Tarántula). Si alguna de estas supernovas ocurrió justo cuando se estaba formando el sistema solar, lo habría sembrado con elementos químicos exóticos en un momento particular. Y resulta que hoy en día podemos detectarlos y medirlos, en meteoritos como las condritas carbonáceas, o en granos de polvo interplanetario antiguos. Un tipo de partículas muy antiguas son las inclusiones ricas en calcio y aluminio (CAI en la figura). Existen CAIs ricas en 26Al (se lee "aluminio 26"; es un isótopo del aluminio con un neutrón de menos que el estable) y otras pobres en 26Al. La relación que se observa entre la cantidad de CAIs ricas y pobres en 26Al requiere que la inyección de isótopos se haya producido en una ventana muy estrecha (unos 100 mil años) en la prehistoria del sistema solar (en la figura, SLR significa radionucleídos de vida corta). Esto requiere que haya explotado al menos una supernova en ese momento, lo cual permite calcular la cantidad de estrellas en el cúmulo. Es un modelo matemático, por supuesto, pero basado en lo que sabemos sobre la evolución estelar y la composición isotópica de nuestro sistema solar. Es muy ingenioso.
¿Y cuanto da? El resultado es que el cúmulo solar tuvo probablemente más de 2 mil estrellas, y hasta 20 mil estrellas si la duración de la fase de formación estelar fue muy breve (menos de 5 millones de años). Estos valores son al menos 10 veces mayores que estimaciones anteriores. Tal vez M 67 haya tenido 2000 estrellas cuando se formó. Pero un cúmulo de 20 mil de estrella es un cúmulo grande. Hoy en día tenemos unos pocos cúmulos jóvenes tan grandes. Uno de ellos apareció en la nota reciente sobre estrellas raras en Carina: el cúmulo NGC 3603, una versión miniatura de 30 Doradus:
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¿Habrá sido así el cúmulo natal de nuestro sistema solar? Tengo que fotografiarlo con el telescopio...
El paper es:
Arakawa & Kokubo, Number of stars in the Sun's birth cluster revisited, Astronomy & Astrophysics (2023). Se lo puede descargar como preprint On the Number of Stars in the Sun’s Birth Cluster, arXiv:2212.13772v1. De allí es la figura de la formación estelar en el cúmulo.
La foto de NGC 3603 es de NASA/ESA/O'Connell/Paresce/Young/WFC3/STScI/AURA.
Entiendo que ya no estamos en el cúmulo donde nació el Sol. Si lo estuviéramos veríamos a las hemanas del sol. Supongo entonces que pueden haber pasado dos cosas al menos: una, el cúmulo solar se dispersó; dos, el Sol abandonó su cúmulo de origen. Tal vez haya más razones, pero si, como me parece claro, el Sol nació en algún cúmulo de estrellas, también supongo que habrá teorías de qué pasó con tal cúmulo ¿Podrías decirnos algo sobre ese tema?
ResponderEliminarHola, David. Efectivamente, las dos cosas pueden haber ocurrido. Las estrellas pueden ser expulsadas de sistemas múltiples, que son generalmente caóticos. Puse un enlace ahí arriba, a la nota Estrellas en fuga. Y también el cúmulo puede haberse disipado completamente, ya que el Sol es muy antiguo. Ahí arriba hay también un enlace a la nota sobre Las hermanas del Sol.
EliminarGracias, Guillermo. Ya con las dos ligas el asunto me queda clarísimo
EliminarOtra pregunta. El Sol nació hace 4570 millones de años +- 100 millones y yo al enseñar el origen de la vida (soy maestro en biología a nivel preparatoria) tengo que hablar del nacimiento de la Tierra que siempre he fechado hace unos 4000 millones de años más o menos ¿Es correcto o al menos correctamente aproximado el dato del nacimiento de la Tierra? Es decir ¿Es correcto que la Tierra haya nacido unos 500 millones de años después del Sol o nació mucho antes o mucho después? Tal vez este tema ya lo tengas expuesto, en cuyo caso te agradecería me señalaras la liga. Gracias Guillermo
ResponderEliminarLa Tierra, y todos los planetas, se formaron junto con el Sol. Esto es algo que hemos comprendido recientemente: los sistemas forman todo junto, muy rápido. Hacer planetas lleva muy poco tiempo, apenas decenas de millones de años. Así que la edad de la Tierra está más cerca de los 4500 Ma que de 4000 Ma. Incluso el evento que formó la Luna seguramente ocurrió hace más de 4000 Ma. Las dataciones son justamente papers como el que comento aquí, y tienen que ver con la abundancia de ciertos isótopos en meteoritos, en polvo interplanetario y en muestras de suelo lunar. Debe haber algún otro en los más de 10 años de blog, pero no recuerdo. viste cómo es esto: no es un curso de astronomía, es más bien lo que voy pensando, leyendo, observando.
EliminarEste comentario también resolvió mi duda. Desde luego también me ha quedado claro, desde que descubrí tu blog, que no es un curso de astronomía. Una de las cosas que más me gusta de tu blog es precisamente su frescura y cómo me sorprende al renovar o "desempolvar" viejos conocimientos o aportarme otros nuevos. Estoy muy lejos de la academia y las aulas. Tal vez por eso me gusta tanto cómo abordas el conocimiento y lo difundes.
EliminarGracias, che.
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