La historia de cómo un astrónomo chileno participó en crucial hallazgo científico

Las estrellas rezagadas azules de rotación rápida prefieren cúmulos poco densos. Así lo observa el estudio de un equipo internacional, liderado por Francesco Ferraro de la Universidad de Bologna, y en el cual participó el astrónomo e investigador del Instituto de Astrofísica de la Universidad Andrés Bello sede Concepción, Lorenzo Monaco.

La publicación difundida por Nature Communications muestra que este tipo de estrellas, las más jóvenes de las rezagadas azules, están en pleno apogeo en cúmulos de baja densidad, mientras que en los entornos más densos su presencia se reduce significativamente. A partir de este hallazgo, entonces, es posible relacionar este grupo de jóvenes estrellas con su entorno.

Monaco explica que este estudio en particular se enmarca en un proyecto que recolectó datos entre 2003 y 2019. “Se analizaron más de 300 estrellas rezagadas azules en ocho cúmulos globulares con diferentes densidades”, dice.

El trabajo involucró a investigadores de Italia, Alemania, Canadá, Estados Unidos y Chile, y miembros de las universidades de Bologna, de McMaster, de Indiana, de Michigan y Andrés Bello.

Sin embargo, fue desde nuestro país desde donde se obtuvieron todos los datos utilizados, ya sea a través de instrumentos del Observatorio Paranal de la ESO (Observatorio Europeo Austral) o de Magallanes en el observatorio Las Campanas.

Para entender este hallazgo, es necesario saber algunas cosas sobre estas estrellas. En palabras sencillas, Monaco detalla que las rezagadas azules, “se encuentran, podríamos decir, viviendo una segunda juventud. Ellas se originan desde estrellas antiguas, que se formaron junto a las otras estrellas de los cúmulos, hace 12 o 13 mil millones de años. Sin embargo, a través de colisiones entre estrellas o fenómenos de transferencia de masa por una estrella compañera, parecen más jóvenes: más masivas, brillantes y azules”.

Además de estas características, e independientemente del mecanismo por el cual se formaron, es posible asegurar que nacen en rápida rotación, para luego, a través del tiempo ralentizar. “Tales procesos que disminuyen la velocidad de rotación en las estrellas, todavía no son completamente entendidos, especialmente para las rezagadas azules. Ocurren en un tiempo del orden de mil millones de años. Estrellas como el sol, con una edad de 4.5 mil millones de años, por ejemplo, muestran una velocidad de rotación muy baja, del orden de 2 km/s”, afirma.

Es en este punto donde es posible dar cuenta de la magnitud de lo obtenido en este largo y minucioso trabajo. “Nuestro estudio muestra que las rezagadas azules en rápida rotación (más de 40 km/s y hasta 200 km/s) se encuentran preferentemente en cúmulos de baja densidad, con un porcentaje de hasta un 40% contra un 3-4% en ambientes de alta densidad. Esto indica, entonces, que tales cúmulos, albergan una formación reciente de estrellas rezagadas azules, mientras que, en cúmulos más densos, la formación de tales estrellas sería significativamente reducida”, detalla Monaco.

De esta forma, y por primera vez, se relacionan propiedades físicas de las estrellas rezagadas azules con las del ambiente en el que se forman. Se abre, además, la posibilidad de estudiar las edades de estas estrellas a través de la medición de sus velocidades de rotaciones (gyro-chronologia) y de poder estimar sus tasas de formación en distintos ambientes.

El investigador de la Universidad Andrés Bello comenta que desde los inicios comenzaron a percibir señales de los resultados hoy plasmados en este estudio. “En una fase temprana de la investigación, hace algunos años, notamos la existencia de una posible correlación entre la densidad de los cúmulos y la presencia de grandes porcentajes de rezagadas azules en rápida rotación”, explica.

“Sin embargo, -continúa- el cumulo NGC3201 parecía presentar un comportamiento anómalo. Este cúmulo poco denso, a diferencia de otros similares como Omega Centauri, M4 y M55, parecía tener un número de rezagadas azules en rotación rápida muy bajo”.

En este momento se activaron las alertas sobre lo que tenían entre manos. “Decidimos pedir tiempo al telescopio Magallanes-Clay del observatorio Las Campanas, para observar utilizando el espectrografo multi-objecto M2FS (Michigan/Magellan Fiber System) un número importante de estrellas rezagadas azules de este cúmulo”.

Finalmente, los datos de alta calidad obtenidos permitieron medir con alta confianza las velocidades de rotaciones de las rezagadas azules. “Las mediciones resultaron en línea con las tendencias de los otros cúmulos similares: este cúmulo poco denso mostraba un número importante de rezagadas azules en rotación rápida”. Con esto se confirmaban las sospechas, dando paso así a este hallazgo crucial para la astronomía.