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Descubrimiento de Hubble de estrellas fugitivas da pistas a la desintegración del sistema múltiple de la estrella

Como las familias reales británicas lucharon la guerra de las rosas en el 1400 para el control del trono de Inglaterra, una agrupación de estrellas estaba librando su propia escaramuza discutible una guerra de las galaxias más lejos en la nebulosa de Orión.

Las estrellas estaban luchando una contra otra en una pelea gravitacional, que terminó con el sistema rompiéndose y de por lo menos tres estrellas expulsadas en diferentes direcciones. Las estrellas veloces, díscolas pasó desapercibidas durante cientos de años hasta que, en las últimas décadas, dos de ellos fueron vistos en infrarrojo y radio observaciones, que podían penetrar el espeso polvo en la nebulosa de Orión.
Este marco de tres la ilustración muestra cómo un grupo de estrellas puede romperse aparte, arrojando a los miembros en el espacio. Panel 1: los miembros de un sistema de múltiples de la estrella que orbitan entre . Panel 2: dos de las estrellas se acercan juntas en sus órbitas. Panel 3: cerca que orbitan estrellas finalmente fusionan o forma un binario apretado. Este evento libera energía gravitacional suficiente para impulsar a todas las estrellas al exterior del sistema, como se muestra en el tercer panel.
Créditos: NASA, ESA y Z. Levy (STScI)

Las observaciones demostraron que las dos estrellas viajaban a gran velocidad en direcciones opuestas entre . Origen de las estrellas, sin embargo, era un misterio. Los astrónomos remontan a ambas estrellas 540 años en la misma ubicación y sugirieron que eran parte de un sistema de múltiples de la estrella ahora-difunta. Pero la combinación de energía del dúo, que está impulsando hacia afuera, no para arriba. Los investigadores razonaron que debe haber por lo menos otro culpable que robó la energía de la estelar y ganó.

Ahora el telescopio del espacio de Hubble de la NASA ha ayudado a los astrónomos buscar la última pieza del rompecabezas de nabbing una tercera estrella fugitiva. Los astrónomos siguieron el camino de la estrella recién descubierta hacia el mismo lugar donde las dos estrellas conocidas se encontraban hace 540 años. El trío reside en una pequeña región de estrellas jóvenes llamado la nebulosa Kleinmann-baja, cerca del centro de la gran nebulosa de Orión, complejo ubicado 1.300 años luz de distancia.

"Las nuevas observaciones de Hubble proporcionan evidencia muy fuerte que las tres estrellas fueron expulsadas de un sistema de múltiples de estrellas," dijo el investigador principal Kevin Luhman de la Universidad de Penn State en University Park, Pennsylvania. "Los astrónomos habían encontrado algunos otros ejemplos de veloces estrellas que dibujan a los sistemas múltiples de la estrella y por lo tanto es probable que fueron expulsadas. Pero estas tres estrellas son los ejemplos más jóvenes de tales estrellas expulsadas. Son probablemente solamente unos 100 mil años. De hecho, partiendo de imágenes infrarrojas, las estrellas son todavía lo suficientemente jóvenes como para tener discos de material sobrante de su formación."

Las tres estrellas están moviendo muy rápido en su camino fuera de la nebulosa bajo Kleinmann, hasta casi 30 veces la velocidad de la mayoría de los habitantes estelares de la nebulosa. Basado en simulaciones de computadora, los astrónomos predijeron que estos remolcadores gravitacionales de la guerra debe ocurrir en racimos jóvenes, donde estrellas recién nacidas son concurridas juntas. "Pero no hemos observado muchos ejemplos, especialmente en racimos muy jóvenes," dijo Luhman. "La nebulosa de Orión podría rodearse de estrellas incipiente adicionales que fueron expulsadas en el pasado y ahora son streaming lejos en espacio."

Resultados de la selección aparecerá en la edición del 20 de marzo de 2017 de The Astrophysical Journal Letters.

Luhman se tropezó con la tercera estrella rápida, llamado "fuente x," mientras que él estaba a la caza de planetas flotando libremente en la nebulosa de Orión como miembro de un equipo internacional dirigido por Massimo Robberto del Space Telescope Science Institute en Baltimore, Maryland. El equipo utiliza la visión infrarroja de cámara de campo ancho 3 de Hubble para llevar a cabo la encuesta. Durante el análisis, Luhman fue comparando las nuevas imágenes infrarrojas tomadas en 2015 con observaciones infrarrojas tomadas en 1998 por la cámara infrarroja y el espectrómetro multi-objeto (NICMOS). Se dio cuenta de que el código x había cambiado su posición considerablemente, en relación a estrellas cercanas durante los 17 años entre imágenes de Hubble, que indica la estrella se movía rápido, unos 130.000 millas por hora.

La imagen por telescopio del espacio de Hubble de la NASA muestra una agrupación de estrellas jóvenes, llamado el Cúmulo del trapecio (centro). El cuadro justo encima el Cúmulo del trapecio describe la ubicación de las tres estrellas. Un primer plano de las estrellas es arriba a la derecha. La cuna del sistema multi-estrella está marcada "posición inicial". Dos de las estrellas, con la etiqueta BN ya "," fuente fueron descubiertas hace décadas. Fuente está incrustada en polvo grueso y no se puede ver. La tercera estrella, "x," de fuente x, fue descubierto recientemente que han movido perceptiblemente entre 1998 y 2015, como se muestra en la imagen del recuadro en la parte inferior derecha.
Créditos: NASA, ESA, K. Luhman (Penn State University) y M. Robberto (STScI)

El astrónomo entonces miró localizaciones anteriores de la estrella, proyectar su camino en el tiempo. Se dio cuenta de que en la fuente de años de 1470 x había sido cerca de la misma ubicación inicial en la nebulosa de Kleinmann baja que dos otras estrellas fugitivas, Becklin-Neugebauer (BN) y "fuente I."

BN fue descubierto en imágenes infrarrojas en 1967, pero su rápido movimiento no fue detectado hasta 1995, cuando observaciones de radio miden la velocidad de la estrella a 60.000 millas por hora. Fuente que está transitando aproximadamente 22.000 millas por hora. La estrella había sido detectada sólo en observaciones de radio; porque está tan pesadamente envueltos en polvo, en gran parte se bloquea su luz visible e infrarroja.

Las tres estrellas fueron probablemente expulsadas de su casa cuando engancharon a un juego de billar gravitacional, dijo Luhman. Lo que sucede a menudo cuando un sistema de múltiples caídas aparte es que dos de los miembros estrellas se mueven lo suficientemente cerca para que combinan o forma un binario muy apretado. En cualquier caso, el evento libera suficiente energía gravitacional para impulsar todas las estrellas en el sistema hacia el exterior. El episodio energético también produce una salida masiva de material, que se ve en las imágenes NICMOS como dedos de materia streaming de la ubicación de la fuente incrustada de estrellas.

Futuros telescopios, como el telescopio espacial James Webb, podrá observar una gran franja de la nebulosa de Orión. Mediante la comparación de imágenes de la nebulosa tomadas por la Webb del telescopio con los de años antes de Hubble, es la esperanza de los astrónomos para identificar más estrellas fugitivas de otros sistemas de estrellas múltiples que se rompieron aparte.

El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Europea del espacio). Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, dirige el telescopio. El Space Telescope Science Institute en Baltimore conduce las operaciones de la ciencia de Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de universidades para la investigación en astronomía, Inc., en Washington, D.C.

Last Updated: March 17, 2017
Editor: Karl Hille

Traducción: El Quelonio Volador

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