En los últimos años del siglo XVIII, los astrónomos William y Caroline Herschel comenzaron a contar estrellas. William llamó a la técnica "medición de estrellas" y su objetivo era determinar la forma de nuestra galaxia.

Es la reunión perfecta de lo viejo y lo nuevo. Los astrónomos han combinado los últimos datos de la misión Gaia de la ESA con una técnica de análisis simple del siglo XVIII para descubrir un cúmulo estelar masivo que anteriormente había escapado a la detección. Ahora, investigaciones posteriores están ayudando a revelar la historia de formación de estrellas de nuestra Galaxia, la Vía Láctea.






Desde 1609, cuando Galileo alzó su telescopio hacia la neblinosa mancha de luz conocida como la Vía Láctea y vio que estaba compuesto de miríadas de estrellas tenues cuya luz se confundía, hemos sabido que hay diferentes números de estrellas en diferentes direcciones a lo largo de espacio. Esto significa que nuestra colección local de estrellas, el Galaxy, debe tener forma. Herschel se dispuso a descubrir cuál era esa forma.

Usó un gran telescopio, de seis metros y medio de largo, montado entre altos marcos de madera para barrer un gran círculo en el cielo que pasaba por la Vía Láctea en ángulo recto. Luego dividió este círculo en más de 600 regiones y contó o estimó el número de estrellas en cada una.

Con esta técnica simple, los Herschel produjeron la primera estimación de forma para el Galaxy. Avance rápido hasta el siglo XXI y ahora los investigadores usan recuentos de estrellas para buscar cúmulos estelares ocultos y galaxias satélite. Buscan regiones donde la densidad de estrellas se eleve más de lo esperado. Estos parches se llaman sobre densidades estelares.

Primer mapa del cielo de Gaia. Crédito: ESA / Gaia / DPAC. Agradecimientos: A. Moitinho y M. Barros (CENTRA - Universidad de Lisboa), en nombre de DPAC.


En 1785, la pista circular de Herschel pasó cerca de la estrella más brillante en el cielo nocturno Sirius. Ahora, los científicos que extraen los primeros datos publicados de la nave espacial ESA Gaia han revisado esa área particular del cielo e hicieron un descubrimiento notable.

Han revelado un gran cúmulo de estrellas que podría haberse descubierto hace más de un siglo y medio si no hubiera estado tan cerca de Sirius.

El grupo fue descubierto por Sergey E. Koposov, luego en la Universidad de Cambridge (Reino Unido) y ahora en la Universidad Carnegie Mellon de Pensilvania (EE. UU.) Y sus colegas. Durante la última década, han estado buscando cúmulos de estrellas y galaxias satélite en varias encuestas. Era natural para ellos hacer esto con el primer lanzamiento de datos de la misión Gaia.

Gaia es la misión astrométrica de la Agencia Espacial Europea. Recopilando posiciones, brillo e información adicional para más de mil millones de fuentes de luz, sus datos permiten nada menos que la "medición de estrellas" más precisa jamás realizada.

Gaia escanea el cielo. Haga clic aquí para obtener detalles y versiones grandes del video. Crédito: ESA / Gaia / DPAC. Agradecimientos: B. Holl (Universidad de Ginebra, Suiza), A. Moitinho y M. Barros (CENTRA - Universidad de Lisboa), en nombre de DPAC.


En la actualidad, la laboriosa tarea de contar las estrellas es realizada por computadoras, pero los resultados todavía tienen que ser examinados por humanos. Koposov estaba peinando la lista de densidades cuando vio el grupo masivo. Al principio parecía demasiado bueno para ser verdad.

" Pensé que debía ser un artefacto relacionado con Sirius ", dice. Las estrellas brillantes pueden crear señales falsas, denominadas artefactos, que los astrónomos deben tener cuidado de no confundir con las estrellas. Un primer artículo del equipo de Gaia incluso había discutido artefactos alrededor de Sirius usando un parche de cielo cercano al que Koposov estaba mirando.

A pesar de que siguió adelante y descubrió otra densidad excesiva que parecía prometedora, su mente seguía deseosa de volver a la primera. " Pensé, 'Eso es extraño, no deberíamos tener tantos artefactos de Sirius'. Así que fui y lo volví a ver. Y me di cuenta de que también era un objeto genuino ", dice.

Estos dos objetos fueron nombrados: Gaia 1 para el objeto ubicado cerca de Sirio, y Gaia 2, que está cerca del plano de nuestra Galaxia, y ambos fueron debidamente publicados . Gaia 1 en particular contiene suficiente masa para hacer miles de estrellas como el Sol, se encuentra a 15 mil años luz de distancia y se extiende a lo largo de 30 años luz. Esto significa que es un cúmulo estelar masivo.

La estrella más brillante en esta imagen de WISE es Sirius. A la izquierda de Sirius, y centrado en esta imagen, está Gaia 1, un cúmulo estelar masivo descubierto por científicos que extraen datos de Gaia. Crédito: Sergey Koposov; NASA / JPL; D. Lang, 2014; AM Meisner et al. 2017


Las colecciones de estrellas como Gaia 1 se llaman clusters abiertos. Son familias de estrellas que se forman todas juntas y luego se dispersan gradualmente alrededor de la Galaxia. Nuestro propio Sol muy probablemente se formó en un grupo abierto. Esas asambleas pueden contarnos sobre la historia de formación estelar de nuestra galaxia. Encontrar uno nuevo que pueda estudiarse fácilmente ya está dando sus frutos.

" La edad es de gran interés ", dice Jeffrey Simpson, Observatorio Astronómico de Australia, que realizó observaciones de seguimiento con colegas que utilizan el telescopio anglo-australiano de 4 metros de clase en Siding Springs Observatory, Australia.

Identificando a 41 miembros del grupo, Simpson y sus colegas encontraron que Gaia 1 es inusual en al menos dos formas. En primer lugar, tiene alrededor de 3 mil millones de años. Esto es extraño porque no hay muchos conglomerados con esta edad en la Vía Láctea.

Normalmente, los cúmulos son más jóvenes que unos pocos cientos de millones de años, estos son los cúmulos abiertos, o más de 10 mil millones de años, son una clase distinta llamada cúmulos globulares, que se encuentran más allá del grueso principal de las estrellas de nuestra galaxia. Al ser de edad intermedia, Gaia 1 podría representar un puente importante en nuestra comprensión entre las dos poblaciones.

Izquierda: cúmulo estelar Westerlund 2. Crédito: NASA, ESA, el equipo del patrimonio de Hubble (STScI / AURA), A. Nota (ESA / STScI) y el equipo de ciencias Westerlund 2.
Derecha: cúmulo globular 47 Tucanae. Crédito: NASA, ESA y el Hubble Heritage (STScI / AURA) -ESA / Hubble Collaboration. Agradecimientos: J. Mack (STScI) y G. Piotto (Universidad de Padova, Italia)


En segundo lugar, su órbita a través de la galaxia es inusual. La mayoría de los cúmulos abiertos se encuentran cerca del plano de la Galaxia, pero Simpson descubrió que Gaia 1 vuela muy por encima antes de agacharse y pasar por debajo. " Podría ir tanto como un kiloparsec (más de 3000 años luz) por encima y por debajo del avión ", dice. Alrededor del 90% de los clusters nunca pasan más de un tercio de esta distancia.

Las simulaciones de conglomerados con órbitas como Gaia 1 encuentran que están desprovistos de estrellas y dispersados ​​por estos "pasillos planos" de alta velocidad. Eso lo pone en desacuerdo con la estimación de edad.

" Nuestro hallazgo de que Gaia 1 tiene tres mil millones de años es curioso, ya que los modelos no sobrevivirían casi tanto tiempo. Se necesita más investigación para intentar conciliar esto ", dice Simpson.

Para probar una posible explicación, Alessio Mucciarelli, de la Universita 'degli Studi di Bologna, Italia y sus colegas investigaron la composición química de Gaia 1 . Tal estudio tiene la capacidad de ver si el cúmulo se formó fuera de la galaxia y ha sido atrapado en el acto de caerse.

" La composición química de las estrellas puede considerarse una firma 'genética' de su origen. Si se forma un cúmulo estelar en otra galaxia, su composición química será diferente con respecto a la de nuestra galaxia ", dice Mucciarelli.

Descubrieron que las composiciones eran prácticamente idénticas a las esperadas si Gaia 1 se formaba en la Vía Láctea, por lo que el rompecabezas permanece.

Ahora, Mucciarelli espera que la discrepancia desaparezca cuando Gaia publique más datos. " Incluso si los parámetros orbitales parecen sugerir una órbita peculiar, sus incertidumbres son lo suficientemente grandes como para evitar cualquier conclusión firme. Se obtendrán parámetros orbitales más precisos con el segundo lanzamiento de datos de Gaia y comprenderemos mejor si la órbita de Gaia 1 es peculiar o no ", dice.

Además de encontrar nuevos clusters, los datos de Gaia están resultando útiles para verificar la realidad de las asociaciones de estrellas previamente informadas. " Utilizando los datos de Gaia puedo ver estrellas que comparten el mismo movimiento. Por lo tanto, puedo confirmar cuáles forman clusters abiertos reales ", dice Andrés E. Piatti, del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Argentina.

Se ha publicado recientemente un estudio que mostraba diez de los quince cúmulos abiertos previamente publicados no eran realmente cúmulos de estrellas en absoluto, no eran más que casualidades estadísticas, donde una gran cantidad de estrellas no relacionadas acertó a pasar en diferentes direcciones a través de la misma región del espacio.

Es un trabajo laborioso pero vital. " Nadie quiere pasar su vida haciendo esto ", dice Piatti, " pero es necesario. Si podemos determinar el tamaño real de la población de grupos, podemos aprender mucho sobre los procesos que ha sufrido el Galaxy durante su vida ".

En astronomía, la lista más famosa de cúmulos de estrellas, nebulosas y galaxias fue compilada por el astrónomo y cazador de cometas, Charles Messier, en el siglo XVIII. Sin darse cuenta de la importancia de estos objetos, diseñó su catálogo para detener la frustración que él y otros astrónomos sentían al confundir uno de estos "objetos del cielo profundo" con un cometa cercano.

Ese catálogo original corrió a 110 objetos. Si no hubiera sido por el deslumbramiento de Sirius oscureciendo la vista, Gaia 1 habría sido lo suficientemente brillante y obvio como para haberlo incluido en esa lista también. Y hay muchas razones para pensar que hay más por venir, gracias a Gaia.

La próxima versión de datos proporcionará movimientos y distancias propios precisos a un número de estrellas sin precedentes, que se puede utilizar para buscar de forma más eficiente cúmulos de estrellas que fueron enterrados demasiado profundamente en el campo estelar o que fueron demasiado difusos o distantes como para poder verse.

Siempre existe la posibilidad de encontrar algo totalmente nuevo también. " Espero que con el próximo lanzamiento de datos también podamos encontrar algunas clases nuevas de objetos ", dice Simpson.

Para los astrónomos listos para explorar los datos de Gaia, la aventura apenas ha comenzado. El segundo lanzamiento de datos de Gaia está programado para abril de 2018 . Las publicaciones de datos posteriores están programadas para 2020 y 2022.


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