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Las estrellas «azules rezagadas» de los cúmulos globulares pueden formarse tanto por “vampirismo” como por “canibalismo” por colisión.

Ilustración de los dos procesos de formación de azules rezagadas. Por un proceso de colisión o “canibalismo” (izquierda) o por un proceso de “vampirismo” en sistemas binarios (derecha). Fuente: NASA, ESA.

Un tipo de objeto astronómico que suele ser impresionante de ver a través del ocular de un telescopio es el cúmulo globular. Son bellos grupos compactos de cientos de miles de estrellas que están repartidos por toda la galaxia, sobre todo en el halo, como uno de sus componentes más antiguos de la Vía Láctea.
Las estrellas de estos cúmulos son muy viejas y tienen entre 12.000 y 13.000 millones de años. La formación de estrellas se detuvo en estos cúmulos hace 13.000 millones de años. De hecho constituyen un punto de referencia para calcular una cota inferior a la edad del Universo. Sin embargo, algunas pocas de las estrellas de los cúmulos aparentan ser mucho más jóvenes que el promedio. Se las denomina azules rezagadas por comparación con las viejas gigantes rojas.
En 1953 el astrónomo Allan Sandage encontró en el cúmulo M3 esta extraña población de estrellas que parecían ir en contra de la evolución estelar, después encontró estas estrellas en otros cúmulos. Las denominó “rezagadas” porque parecía que se quedaban atrás en su evolución estelar respecto a las demás, que ya habían pasado a la fase de gigante roja.
Las azules rezagadas parecen retornar de una edad avanzada a una más juvenil, ganando “juventud” por algún extraño proceso. Este proceso ha sido un misterio desde los años cincuenta.
Un grupo de astrofísicos ha usado el telescopio espacial Hubble para estudiar las azules rezagadas del cúmulo M30, que tiene unos 13.000 millones de años, unos 90 años luz de diámetro y está situado a 28.000 años luz de distancia de nosotros, en dirección a la constelación de Capricornio.
Según Francesco Ferraro, de la Universidad de Bolonia, observar este tipo de estrellas en ese entorno es como ver niños en una residencia de ancianos. La ausencia de material protoestelar procedente de nubes interestelares y su baja velocidad muestran que no deben de haberse formado recientemente o viajado desde otros lugares de la galaxia.
Una de las explicaciones para este fenómeno lo constituye la teoría del vampirismo estelar. Según esta idea las estrellas azules rezagadas rejuvenecerían gracia a la succión de material, principalmente hidrógeno, procedente de otras estrellas en sistemas binarios. El nuevo aporte de combustible nuclear permitiría a estrellas pequeñas crecer y calentarse hasta ser estrellas azules, estrellas en apariencia mucho más jóvenes. Esta transferencia de materia se ha demostrado en otros entornos estelares, así que no parece una teoría descabellada.

Imagen de unos 3 grados de M30 tomada con la cámara ACS del Hubble. Fuente: NASA, ESA.

Según el nuevo estudio el rejuvenecimiento se produciría también por un proceso mucho más dramático de canibalismo estelar. Algunas estrellas colisionarían con otras estrellas vecinas y de las colisiones emergerían nuevas estrellas con nuevos aportes de combustible termonuclear. Recordemos aquí que los cúmulos son objetos muy compactos y las estrellas están mucho más cerca unas de otras que, por ejemplo, en la región galáctica en donde nos encontramos nosotros.
Tanto en un caso como en el otro las estrellas resultantes tendrían una masa típica que sería el doble de la masa típica de las estrellas del cúmulo.
Según mantienen los investigadores implicados, las rezagadas azules formadas por colisión tiene propiedades ligeramente diferentes a las formadas por “vampirismo”. Esto implicaría que los dos escenarios son igualmente válidos y operan simultáneamente en el cúmulo.
Según los datos del Hubble las rezagadas azules formadas por “canibalismo” están más concentradas en el centro del cúmulo. Esto indicaría que este tipo estrellas son más masivas que las estrellas promedio del cúmulo y caería por gravedad más fácilmente hacia el interior.
Además, en esas regiones interiores la densidad estelar es muy alta y las interacciones entre estrellas mucho más probables.
Estos investigadores conjeturan que hace 1000 ó 2000 millones de años M30 sufrió un colapso nuclear que aumentó la densidad estelar de su parte central. Esto tuvo que aumentar la probabilidad de colisión entre las estrellas, provocando la formación de azules rezagadas. Por otro lado, este colapso también favorecería el fenómeno de vampirismo estelar en sistemas binarios.
Por tanto, las azules rezagadas de este cúmulo serían reliquias de un colapso nuclear ocurrido hace 2000 millones de años.
Estos investigadores planean ahora hacer el mismo tipo de estudio en otros cúmulos estelares para comprobar la universalidad de estos comportamientos.
Otro grupo de astrofísicos ha realizado un estudio similar con el cúmulo NGC 188 situado a 5000 años luz de distancia en dirección la constelación de Cefeo. Han descubierto que el 15% de las azules rezagadas tienen compañeras con distancias órbitales similares a la que tiene Júpiter con el Sol, lo que favorecería el efecto de «vampirismo».

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa de la web del Hubble.
Artículo original (en pdf).