Utilizando el  sistema de óptica adaptiva GeMS en el telescopio de Gemini Sur, un grupo de astrónomos logró captar una hermosa imagen de una caja de joyas estelares, que corresponde a una congestionada agrupación de estrellas y uno de los pocos lugares en el Universo donde se cree que ocurren colisiones estelares.

Los científicos fotografiaron un cúmulo de estrellas oscurecido por escombros de nuestra galaxia, donde existe una inusual densidad estelar que provoca un ambiente único donde las estrellas pueden chocar. “Es un poco como una mesa de billar estelar, donde la probabilidad de colisiones depende del tamaño de la mesa y del número de bolas de billar en él “, dijo Francesco R. Ferraro, de la Universidad de Bolonia (Italia), uno de los miembros del equipo que utilizaron Gemini para hacer las observaciones.

El cúmulo de estrellas, conocido como Liller 1, es un objetivo difícil de estudiar debido a su distancia y también porque se encuentra cerca del centro de la Vía Láctea (a unos 3.200 años luz de distancia de él), donde el oscurecimiento por el polvo es muy alto. La imagen es de calidad ultra nítida y sin precedentes, revelando una vasta ciudad de estrellas que el equipo de astrónomos estima podría contener una masa total de al menos 1,5 millones de soles, muy similares a los cúmulos globulares más masivos de nuestra galaxia: Omega Centauri y Terzan 5.

“A pesar de que nuestra galaxia tiene más de 200 mil millones de estrellas, hay tanto espacio vacío entre las estrellas que existen muy pocos lugares donde los soles en realidad chocan”, señaló el Investigador Principal Douglas Geisler, de la Universidad de Concepción (Chile). “Las congestionadas regiones centrales de hacinamiento de los cúmulos globulares, son uno de estos lugares. Nuestras observaciones confirman que, entre los cúmulos globulares, Liller 1 es uno de los mejores ambientes de nuestra galaxia para las colisiones estelares “.

El equipo de Geisler se especializa en el estudio de cúmulos globulares cercanos al centro de la Vía Láctea, en tanto que el grupo de Ferraro es experto en la reducción de datos científicos de cúmulos globulares.

Ambos grupos de científicos trabajaron en conjunto para obtener observaciones detalladas y sin precedentes de Liller 1 con Gemini.

Liller 1 es una esfera de estrellas apretada conocida como un cúmulo globular. Los cúmulos globulares orbitan en un gran halo alrededor del centro o núcleo de nuestra galaxia, la Vía Láctea, y muchos de los cúmulos globulares más cercanos son espectaculares piezas de exhibición, incluso observando a través de pequeños telescopios o binoculares. “Esto no es una de esas obras maestras, está tan oscurecida por escombros en la región central de nuestra galaxia que es casi completamente invisible en luz visible”, comentó Sara Saracino, autora principal del artículo científico, de la Universidad de Bolonia. De hecho, Liller 1 se encuentra a casi 30.000 años luz de la Tierra, en una de las regiones más inaccesibles de nuestra galaxia, donde espesas nubes de polvo bloquean el paso de la luz óptica. “Sólo la radiación infrarroja puede viajar a través de estas nubes y nos entrega información directa sobre sus estrellas”, comentó Emanuele Dalessandro, de la Universidad de Bolonia.

Las observaciones del apretado cúmulo estelar, fueron posibles gracias al potente sistema de óptica adaptiva del telescopio Gemini Sur, en Chile.

Una joya técnica llamada Sistema Multi-Conjugado de óptica adaptiva de Gemini (GeMS, por sus siglas en inglés), en combinación con la cámara para obtener imágenes de óptica adaptiva de Gemini Sur (GSAOI en sus siglas en ingles), fueron capaces de penetrar la densa niebla que rodea Liller 1 para proporcionar a los astrónomos una visión sin precedentes de sus estrellas. Esto ha sido posible gracias a la combinación de dos características específicas de GeMS: en primer lugar, la capacidad de operar en longitudes de onda en el infrarrojo cercano (especialmente en la banda K a 2,2 micrones); y segundo, una forma innovadora y revolucionaria para eliminar las distorsiones que la turbulenta atmósfera de la Tierra inflinge a las imágenes astronómicas.

Para compensar los efectos de la degradación de la atmósfera de la Tierra sobre las imágenes, el sistema GeMS utiliza tres estrellas naturales de guía, además de una constelación de cinco estrellas guía láser y varios espejos deformables. La corrección es tan precisa que los astrónomos obtienen imágenes de nitidez nunca antes vistas. En las mejores exposiciones en la banda-K de Liller 1, las imágenes estelares tienen una resolución angular de apenas 75 milisegundos de arco, sólo un poco mayor que el límite teórico del espejo de 8 metros de diámetro de Gemini (conocido como el límite de difracción). Esto significa que GeMS realizó correcciones ópticas casi perfectas sobre la distorsión atmosférica.

El equipo internacional de investigadores publicó los resultados en la revista especializada “The Astrophysical Journa”l (artículo 152, volumen 806, número 2, 15 de junio 2015). La versión del artículo se puede encontrar aquí.

Las observaciones de este proyecto también incluyeron otros cúmulos globulares. Los resultados conseguidos con el primer objetivo, Liller 1, resultaron tan importantes que propiciaron el incremento de la colaboración entre ambos equipos, y actualmente están trabajando en otros cúmulos que prometen arrojar resultados científicos nuevos y emocionantes.

Antecedentes: Las colisiones estelares

Las colisiones estelares son importantes porque pueden proporcionar la clave para entender el origen de los objetos exóticos que no pueden ser interpretados en términos de la evolución pasiva de estrellas individuales. Los choques frontales en los que las estrellas se funden, mezclan su combustible nuclear y reavivan el fuego de la fusión nuclear, se cree que podría ser el origen -al menos en parte – de las llamadas Estrellas Azukes Rezagadas. Pero estas colisiones también pueden involucrar sistemas binarios, con el efecto de reducir el tamaño inicial del sistema lo que provoca la interacción de los dos componentes para producir una variedad de objetos distintos, como estrellas binarias de rayos X de baja masa, púlsares de milisegundos, etc. En particular, los púlsares de milisegundos son antiguas estrellas de neutrones que fueron aceleradas nuevamente a períodos de rotación de milísegundos, como consecuencia de la acreción de masa obtenida desde una estrella compañera en un sistema binario. De hecho Liller 1 se sospecha que tiene una gran población de estos objetos exóticos. Aunque no hay observaciones directas de pulsares de milisegundos hasta ahora, se estima que existe una gran población oculta como consecuencia de la detección de una intensa emisión de rayos γ (la más intensa detectada en un cúmulo globular). Las observaciones de Gemini confirman que esto es posible.

 “De hecho nuestras observaciones confirman Liller 1 como uno de los mejores “laboratorios” donde el impacto de la dinámica de los cúmulos de estrellas en la evolución estelar se puede estudiar: abre la ventana a una especie de estudio de la sociología estelar, destinado a medir el impacto de la influencia recíproca de las estrellas cuando se ven obligadas a vivir en condiciones de hacinamiento extremo y estrés “. concluye Ferraro.

Información adicional se puede encontrar en http://www.cosmic-lab.eu/Cosmic-Lab/Liller1.html

Fuente: Observatorio Gemini y Departamento de Astronomía UDEC