El origen de los cúmulos estelares

El cielo nocturno, además de la variedad de estrellas, alberga una cantidad de objetos interesantes que atraen tanto a aficionados como profesionales: los cúmulos de estrellas jóvenes, los cúmulos globulares de estrellas viejas, las nebulosas brillantes donde nacen nuevas estrellas, las lejanas galaxias... Me llamó la atención un trabajo reciente sobre el origen de los cúmulos estelares jóvenes cercanos a nosotros. Más de una vez he comentado que las estrellas nacen generalmente de a muchas, en grandes regiones de formación estelar (como la de Orión o la de Carina). Con el tiempo las estrellas disipan la nube de gas de la que nacieron y emprenden su viaje por la galaxia como grupos de estrellas, más o menos ligadas entre sí por la interacción gravitatoria que ellas mismas producen. 

En su órbita galáctica estos cúmulos van desarmándose, ya sea por interacciones internas, o con otras regiones de la galaxia que les toca atravesar. Unos astrónomos usaron los extraordinariamente precisos datos del telescopio espacial Gaia, de la Agencia Espacial Europea, para rastrear los orígenes de más de 200 cúmulos jóvenes, hoy dispersos en el vecindario del Sol. Una visualización interactiva permite ver cómo están distribuídos en 3D alrededor del Sol. Estas son sus estrellas, puestas en un planisferio de todo el cielo:

Es decir, tomaron las posiciones y las velocidades actuales de las estrellas que las componen, las pusieron en un modelo matemático de la dinámica de la Vía Láctea, y rastrearon hacia el pasado a ver de dónde habían salido. Una clave para un estudio de este tipo es la palabra "jóvenes". En este caso, lo hicieron con cúmulos de no más de 70 millones de años, de manera que no necesitan remontarse hasta un pasado de cientos o miles de millones de años (como en el caso de la dinámica de los cúmulos globulares). Este límite está impuesto por la dinámica compleja de los brazos de la galaxia, que funciona como una batidora, mezclando las trayectorias de manera caótica más allá de cierto horizonte temporal. 

¿Y qué encontraron? Encontraron que las órbitas de casi todos los cúmulos convergen en el pasado, hace unos 30 a 50 millones de años, hacia tres posiciones en la galaxia. Es decir, hace 50 millones de años existieron tres gigantescas regiones de formación estelar, que produjeron docenas de cúmulos cada una. Son las tres familias que aparecen identificadas en la imagen de arriba, que llaman Collinder 135, Messier 6 y Alpha Persei. La siguiente es una vista desde arriba mostrando sus posiciones en distintos momentos a medida que rotan alrededor del centro de la Vía Láctea:

Hay también una versión interactiva de ésta, donde se puede elegir el tiempo con un control deslizante, y ver cómo convergen las posiciones. 

Setenta millones de años no parece mucho tiempo para la vida de las estrellas (el Sol ya lleva casi 5000 millones). Pero en esos cúmulos tan grandes se deben haber formado no sólo estrellas como el Sol, sino también estrellas muy masivas que ya no existen: vivieron sus vidas rápido y explotaron como supernovas en unos pocos millones de años. Los autores calculan que unas 200 supernovas explotaron en estas tres familias. La descomunal energía (y la potencia, al producirse en un intervalo de tiempo relativamente breve), contribuyó a crear la "burbuja local" y otras estructuras que pueden verse hoy en día en los mapas tridimensionales del polvo interestelar a nuestro alrededor.

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El paper es: Swiggum et al., Most nearby young star clusters formed in three massive complexes, Nature 631:49-53 (2024). (Está también en arxiv.)

La autora hizo también un lindo video de 3 minutitos resumiendo los resultados: