Potente emisión de rayos X de Los Arcos, 
asociada a vientos estelares: Cantó 

• Astrónomos de la UNAM predicen exitosamente la emisión de rayos X de este cúmulo estelar

• Esta predicción permitirá identificar grupos de estrellas jóvenes masivas en el centro de nuestra galaxia y en otras galaxias 

Imagen de las estellas más brillantes que forman el cúmulo de Los Arcos, observadas en ondas infrarrojas.

Antígona Segura Peralta. AMC. Las estrellas no nacen solas, grupos de decenas o cientos de estrellas se forman en densas nubes de polvo y gas en tiempos  muy cortos con respecto al tiempo que tardan en evolucionar y llegar a su etapa final. Así, se generan los cúmulos estelares, que son estrellas ligadas por la fuerza de gravedad y que se formaron casi al mismo tiempo. Estos cúmulos se han visto en varias regiones de la Vía Láctea, nuestra galaxia. La Vía Láctea tiene forma de disco con una región central esférica (una especie de huevo frito con la yema menos aplastada). Hasta ahora, se ha podido estudiar con relativa profundidad la formación de estrellas y cúmulos estelares en el disco de la galaxia, pero en la región central la densidad de gas y estrellas impide el estudio detallado de estos procesos. Por otra parte, la formación de estrellas masivas (con ocho o más veces la masa del sol) parece no ser idéntica a la de estrellas menos masivas (ver artículo sobre la formación de estrellas masivas). Así pues, el descubrimiento y estudio de los procesos en cúmulos de estrellas masivas jóvenes permitirá entender mejor la forma en la que se generan este tipo de estrellas. Hasta hace algunos años la identificación y estudio de cúmulos en el centro de la galaxia era difícil porque no se contaba con los instrumentos adecuados para ello. 

Fue en 1995 cuando se descubrió un cúmulo de estrellas muy masivas que se denominó Los Arcos, justamente en la región central de la Vía Láctea. El cúmulo es muy joven, pues cuenta apenas con unos dos millones de años de edad. El cúmulo fue estudiado en el 2000 por un grupo de investigadores de la UNAM, encabezados por el doctor Jorge Cantó, investigador del Instituto de Astronomía, quienes hicieron una simulación numérica en la que calcularon la cantidad de energía en rayos X que sería emitida por el cúmulo estelar de Los Arcos (Astrophysical Journal, Vol. 536, p. 896). La predicción hecha por ellos fue confirmada por las recientes observaciones del telescopio espacial Chandra, según se informó en un comunicado de prensa del Instituto de Astronomía de la UNAM con sede en Morelia. 

Modelando el viento estelar de Los Arcos 

Todas las estrellas van perdiendo parte de su masa, liberándola al medio circundante. Esta masa eyectada se denomina viento estelar y consiste en átomos de hidrógeno, helio y metales que viajan a grandes velocidades. Se calcula que las estrellas del cúmulo de Los Arcos liberan alrededor una millonésima parte de su masa cada año y las partículas que conforman el gas del viento estelar tienen velocidades de entre 800 y 1200 kilómetros por segundo. El cúmulo es tan compacto que las estrellas se encuentran a menos de medio año luz de distancia entre sí; todo el cúmulo de Los Arcos cabría entre nuestro Sol y Proxima Centauri, el sistema estelar más cercano localizado a cuatro años luz de distancia de nosotros. Debido a esta cercanía entre las estrellas del cúmulo, el viento generado por cada una choca con el de la estrella contigua calentando el gas hasta una temperatura de 60 millones de grados centígrados. Cantó, Raga y Rodríguez, desarrollaron un modelo para estudiar la radiación producida por el viento estelar generado por todas las estrellas del cúmulo de Los Arcos. El cúmulo contiene unas cien estrellas muy masivas, una cantidad que no puede ser introducida a este tipo de modelos por lo que se utilizó un ingenioso método en el que el cúmulo fue partido en ocho partes, de tal forma que cada octante era una imagen en el espejo del octante contiguo. Como resultado del modelo se derivó que el cúmulo debería irradiar alrededor de 6 x 1029 (un seis seguido de veintinueve ceros) Watts, en la región de los rayos X que sería monitoreada por el telescopio espacial Chandra. Este fue el primer modelo tridimensional que consideró la alimentación continua de masa por el viento generado por las estrellas de un cúmulo estelar. 

El modelo es correcto 

Este mes la revista Astrophysical Journal (Vol. 570, p. 665) publica un artículo elaborado por un grupo de astrónomos estadounidenses y australianos donde se confirma la predicción hecha hace dos años por Cantó y colaboradores. Las observaciones fueron realizadas por Chandra, un telescopio que fue puesto en órbita en 1999 y que es el instrumento más poderoso para la observación rayos X en la historia de la astronomía. La observación en la que se lograron detectar los rayos X provenientes del cúmulo de Los Arcos fue encabezada por Yusef Zadeh del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad del Noroeste localizada en Illinois, Estados Unidos. Yusef Zadeh y sus colegas notaron que la emisión más potente de rayos X provenía del centro del cúmulo, una zona calentada por vientos estelares según lo indicaban observaciones en radio hechas con anterioridad. Así, la potente emisión de rayos X estaba asociada a vientos estelares, tal como lo predijeron Cantó y colaboradores. 

La detección de la emisión de rayos X, predicha por Cantó y sus colegas, permitirá identificar cúmulos de estrellas jóvenes cerca del centro galáctico. Además, la misma emisión podría estar presente en otras galaxias donde se estarían formando cúmulos densos de estrellas semejantes a Los Arcos.