Cuna estelar en el objetivo del Hubble: qué secretos oculta Westerlund 1

El telescopio Hubble ayudó a los astrónomos a estudiar en detalle un objeto único en nuestra galaxia: Westerlund 1 . Un grupo de científicos dirigido por Lingfeng Wei de la Universidad de California en San Diego analizó cuidadosamente esta estructura inusual y publicó sus hallazgos el 28 de enero en el portal científico arXiv.

Westerlund 1 pertenece a una rara clase de objetos cósmicos: los cúmulos abiertos supermasivos (SSC). Estas gigantescas estructuras nacen de una única nube molecular y se convierten en cunas para numerosas estrellas. En ellos, los lazos gravitacionales entre los objetos son mucho más fuertes, y la masa total supera las 10.000 veces la del Sol.

Este gigante cósmico se encuentra a 13.800 años luz de la Tierra. Sus dimensiones son impresionantes: su masa total alcanza entre 50.000 y 100.000 masas solares, y su diámetro es de 3,26 años luz. Al mismo tiempo, el cúmulo tiene solo entre 5 y 10 millones de años, lo que lo convierte en uno de los más jóvenes de nuestra galaxia.

La combinación de juventud, proximidad a la Tierra y una población diversa de objetos de distintas masas convierte a Westerlund 1 en un laboratorio ideal para estudiar los mecanismos de formación estelar.

El programa de observación incluyó varias etapas con el uso de distintos filtros de luz. El telescopio no solo permitió obtener imágenes en varios colores, sino también rastrear el movimiento de estrellas individuales. Como resultado, los científicos determinaron las características cinemáticas de 10.346 objetos y establecieron cuáles realmente pertenecen al cúmulo.

Los datos recopilados sirvieron de base para un mapa detallado de la distribución de densidad en Westerlund 1. Se descubrió que el cúmulo está elongado a lo largo del eje noreste-suroeste, alineado con el plano de la Vía Láctea. Su excentricidad es de 0,71, y su eje mayor está inclinado 56 grados al este del norte. Curiosamente, el grado de elongación disminuye con el aumento de la masa de los componentes.

Según los astrónomos, la forma inusual de Westerlund 1 podría haber sido heredada de la nube molecular que lo formó, o bien podría haberse originado a partir de la fusión de varias estructuras más pequeñas.

Al medir las velocidades de los objetos en el cúmulo, los astrónomos descubrieron una característica interesante: la dispersión de velocidades es de solo 3,42 kilómetros por segundo. Para un sistema de estas dimensiones, esto es sorprendentemente bajo; si el cúmulo estuviera en equilibrio gravitacional, las velocidades deberían ser mayores.

Hay dos posibles explicaciones. Es posible que el proceso de formación de nuevas estrellas en el cúmulo haya sido extraordinariamente eficiente, con más de la mitad del material en la nube protoestelar (al menos un 56%) convertido en estrellas. Otra posibilidad es que el gas haya sido expulsado del sistema demasiado pronto, impidiendo que las estrellas recién formadas aceleraran el material restante.

También se lograron calcular dos parámetros clave del sistema. El primero es el tiempo que un objeto tarda en atravesarlo por completo, que es de aproximadamente 300.000 años. El segundo es el tiempo de relajación: en 260 millones de años, el sistema alcanzará un estado de equilibrio, en el que las velocidades y posiciones de los objetos estarán más organizadas.

El propio cúmulo tiene 10,7 millones de años, lo suficiente para que haya comenzado el proceso de segregación espacial. Los objetos más masivos (de más de 10 veces la masa solar) se están desplazando gradualmente hacia el centro del sistema bajo la influencia de la gravedad, mientras que los más ligeros permanecen en la periferia.