Presentan el mayor estudio sobre estrellas masivas fugitivas de la Vía Láctea, incluyendo rotación y binariedad

Un equipo científico ha presentado el mayor estudio observacional jamás realizado sobre estrellas fugitivas masivas, incluyendo el análisis de la rotación y la binariedad de estas estrellas en nuestra galaxia. Investigadores del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) en el Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB) han liderado este trabajo, en colaboración con el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). El estudio, publicado hoy en Astronomy & Astrophysics, arroja luz sobre cómo estas «fugitivas» estelares son lanzadas al espacio y qué revelan sus propiedades sobre sus orígenes.

Las estrellas fugitivas son estrellas que viajan por el espacio a velocidades inusualmente altas, alejándose de los lugares donde nacieron. La forma en que las estrellas fugitivas masivas adquirieron sus altas velocidades ha desconcertado durante mucho tiempo a los astrónomos, que barajaban dos hipótesis: un potente impulso cuando una compañera explota como supernova en un sistema binario, o una expulsión gravitatoria durante encuentros cercanos en cúmulos estelares densos y jóvenes. Sin embargo, la contribución relativa de estos escenarios a las estrellas fugitivas masivas de la Vía Láctea no estaba bien definida.

Utilizando datos de Gaia, un observatorio espacial de la Agencia Espacial Europea (ESA), e información espectroscópica de alta calidad del proyecto IACOB, el equipo analizó 214 estrellas de tipo O, los objetos estelares más masivos y luminosos de la Galaxia. Combinaron mediciones de velocidad de rotación y binariedad (si se trata de una única estrella o forma parte de un sistema binario) para la mayor muestra de estrellas fugitivas de tipo O galácticas con el fin de comprender sus orígenes.

Los resultados muestran que la mayoría de las estrellas fugitivas rotan lentamente, pero las que giran más rápido son más propensas a estar relacionadas con explosiones de supernovas en sistemas binarios. Las estrellas que se desplazan más rápido tienden a ser solitarias, lo que sugiere que fueron expulsadas de cúmulos jóvenes a través de interacciones gravitatorias. Curiosamente, descubrieron que casi no hay estrellas fugitivas que se muevan deprisa y giren rápidamente, lo que pone de relieve posibles vías de formación distintas. Los investigadores también identificaron doce sistemas binarios fugitivos, entre ellos tres binarios de rayos X de alta masa conocidos (sistemas que albergan estrellas de neutrones o agujeros negros) y otros tres binarios que son candidatos prometedores para albergar agujeros negros.

Las estrellas masivas fugitivas no son solo curiosidades astronómicas: influyen en la evolución de las galaxias. Al escapar de sus lugares de nacimiento, dispersan elementos pesados y radiación a través del medio interestelar, dando forma así a las futuras generaciones de estrellas y planetas. Comprender su origen ayuda a perfeccionar los modelos de evolución estelar, las explosiones de supernovas e incluso la formación de fuentes de ondas gravitacionales. En este contexto, este trabajo sirve de referencia para la próxima generación de modelos de evolución de sistemas binarios masivos y estudios dinámicos de cúmulos.

«Este es el estudio observacional más completo de este tipo en la Vía Láctea», afirma Mar Carretero-Castrillo, investigadora del IEEC en el ICCUB, autora principal del estudio y actualmente en el Observatorio Europeo Austral. «Al combinar la información sobre la rotación y la binariedad, proporcionamos a la comunidad científica restricciones sin precedentes sobre cómo se forman estas estrellas fugitivas».

Las futuras publicaciones de datos de Gaia y los estudios espectroscópicos en curso permitirán a los astrónomos ampliar estas muestras y rastrear las trayectorias pasadas de las estrellas fugitivas, conectándolas con sus lugares de nacimiento. Esto ayudará a confirmar qué mecanismos de formación predominan y a descubrir nuevos candidatos para sistemas exóticos, como los sistemas binarios de alta energía que albergan estrellas de neutrones o agujeros negros.