Descubren una estrella tan veloz que puede salirse de la galaxia

Una pequeña estrella descubierta atrevesando la galaxia puede estar en una trayectoria que la haga abandonar la Vía Láctea por completo debido a su velocidad.

La investigación, dirigida por el profesor de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de California en San Diego Adam Burgasser, se presentó durante la 244.ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS).

La estrella, llamada J1249+36, fue detectada por primera vez por algunos de los más de 80,000 voluntarios científicos ciudadanos que participan en el proyecto Backyard Worlds: Planet 9, quienes analizan enormes cantidades de datos recopilados durante los últimos 14 años por la misión Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) de la NASA.

J1249+36 se destacó de inmediato debido a la velocidad a la que se mueve por el cielo, estimada inicialmente en unos 600 kilómetros por segundo (2 millones de kilómetros por hora). A esta velocidad, la estrella es lo suficientemente rápida como para escapar de la gravedad de la Vía Láctea, lo que la convierte en una estrella de "hipervelocidad" potencial.

Para entender mejor la naturaleza de este objeto, Burgasser recurrió al Observatorio W.M. Keck en Hawai para medir su espectro infrarrojo. Estos datos revelaron que el objeto era una subenana L poco común, una clase de estrellas con masa y temperatura muy bajas. Las subenanas representan las estrellas más antiguas de la Vía Láctea. 

La comprensión de la composición de J1249+36 fue posible gracias a un nuevo conjunto de modelos atmosféricos creados por el exalumno de la UC San Diego Roman Gerasimov, quien trabajó con el investigador de UC LEADS Efrain Alvarado III para generar modelos específicamente ajustados para estudiar las subenanas L.

"Fue emocionante ver que nuestros modelos pudieron coincidir con precisión con el espectro observado", dijo Alvarado, quien está presentando su trabajo de modelado en la reunión de la AAS.

Los datos espectrales, junto con los datos de imágenes de varios telescopios terrestres, permitieron al equipo medir con precisión la posición y la velocidad de J1249+36 en el espacio y, por lo tanto, predecir su órbita a través de la Vía Láctea.

"Aquí es donde la fuente se volvió muy interesante, ya que su velocidad y trayectoria mostraron que se estaba moviendo lo suficientemente rápido como para escapar potencialmente de la Vía Láctea", afirmó Burgasser en un comunicado.

Dos posibles orígenes

Los investigadores se centraron en dos posibles escenarios para explicar la trayectoria inusual de J1249+36. En el primer escenario, J1249+36 fue originalmente la compañera de baja masa de una enana blanca. Las enanas blancas son los núcleos remanentes de estrellas que han agotado su combustible nuclear y se han extinguido. 

Cuando una compañera estelar está en una órbita muy cercana a una enana blanca, puede transferir masa, lo que resulta en estallidos periódicos llamados novas. Si la enana blanca acumula demasiada masa, puede colapsar y explotar como una supernova.

"En este tipo de supernova, la enana blanca se destruye completamente, por lo que su compañera se libera y se va volando a la velocidad orbital a la que se movía originalmente, más un poco de impulso de la explosión de la supernova también", dijo Burgasser.

"Nuestros cálculos muestran que este escenario funciona. Sin embargo, la enana blanca ya no está allí y los restos de la explosión, que probablemente ocurrió hace varios millones de años, ya se han disipado, por lo que no tenemos una prueba definitiva de que este sea su origen".

En el segundo escenario, J1249+36 era originalmente un miembro de un cúmulo globular, un cúmulo de estrellas estrechamente unido, inmediatamente reconocible por su distintiva forma esférica. Se predice que los centros de estos cúmulos contienen agujeros negros de una amplia gama de masas. Estos agujeros negros también pueden formar sistemas binarios, y tales sistemas resultan ser grandes catapultas para cualquier estrella que se acerque demasiado a ellos.

"Cuando una estrella se encuentra con un sistema binario de agujeros negros, la dinámica compleja de esta interacción de tres cuerpos puede expulsar a esa estrella fuera del cúmulo globular", explicó Kyle Kremer, profesor adjunto entrante en el Departamento de Astronomía y Astrofísica de la UC San Diego. Kremer realizó una serie de simulaciones y descubrió que, en raras ocasiones, este tipo de interacciones pueden expulsar a una subenana de baja masa de un cúmulo globular y llevarla a una trayectoria similar a la observada para J1249+36.

"Esto demuestra una prueba de concepto", dijo Kremer, "pero en realidad no sabemos de qué cúmulo globular se trata esta estrella".