Las estrellas parecidas a zombis surgen del canibalismo estelar

Las estrellas cercanas al agujero negro supermasivo (SMBH) en el centro de nuestra galaxia viven en constante peligro, pero muchas de ellas aprovechan la oportunidad para parecer más jóvenes que su edad real. Esto se puede lograr comiéndose estrellas vecinas.

Los astrónomos a veces se sienten desconcertados por las estrellas cuyas diferentes formas de estimar sus edades producen resultados contradictorios. La explicación más común es que la estrella se comió a un compañero, haciendo que pareciera más joven de lo que realmente es. En los tranquilos suburbios galácticos en los que vivimos, ese comportamiento es raro: hay mucho espacio entre las estrellas y pocas oportunidades para que los caníbales se alimenten, excepto los objetos compactos como las estrellas de neutrones.

Las cosas son diferentes cerca del centro galáctico, donde las estrellas están tan juntas y aceleradas a velocidades inmensas por la gravedad del SMBH conocido como Sagitario A*. La Dra. Sanaea Rose, de la Universidad Northwestern, ha estado simulando el comportamiento de 1.000 estrellas cercanas a Sagitario A* y ha revelado cuán peligroso puede ser el lugar.

«La región alrededor del agujero negro central es densa, con estrellas que se mueven a velocidades extremadamente altas», dijo Rose en un comunicado. “Es un poco como correr por una estación de metro increíblemente concurrida en la ciudad de Nueva York durante la hora pico. Si no estás chocando con otras personas, entonces estás pasando muy cerca de ellas. En el caso de las estrellas, estas cuasi colisiones todavía hacen que interactúen gravitacionalmente. Queríamos explorar qué significan estas colisiones e interacciones para la población estelar y caracterizar sus resultados”.

«La estrella más cercana a nuestro sol está a unos cuatro años luz de distancia», añadió Rose. “A esa misma distancia, cerca del agujero negro supermasivo, hay más de un millón de estrellas”.

Rose y sus colegas modelaron la frecuencia con la que las estrellas chocan en estas condiciones, teniendo en cuenta la densidad con la que están empaquetadas, su masa, su velocidad orbital y la influencia gravitacional de Sagitario A*.

El factor más importante, según descubrió el equipo, era la distancia al SMBH. Una vez que se llega a distancias de 0,03 años luz, los encuentros son comunes. Sin embargo, rara vez se trata de ataques directos. En cambio, sufren lo que Rose llama «choca esos cinco violentos». Los dos se cruzan, pero sus capas externas se desprenden, y la profundidad de las pérdidas depende de las velocidades relativas de la estrella y de la cercanía de la colisión. «Estas colisiones destructivas dan como resultado una población de estrellas extrañas, despojadas y de baja masa», dijo Rose.

Dentro de esta región, algunas estrellas pierden tanto de sí mismas que dejan de poder fusionarse, lo que lleva a reducir a la mitad la población de estrellas de baja masa en esta área.

Un poco más lejos, a distancias incluso pequeñas en la escala del resto de la galaxia, las colisiones son más raras, pero una estrella de la masa del Sol experimentará al menos una a lo largo de su vida. Cuando esto sucede, las estrellas carecen de energía para escapar unas de otras. En cambio, se combinan para convertirse en estrellas más grandes y de apariencia más joven. Para algunos que están cerca de Sagitario A* (pero no demasiado cerca), esto puede suceder muchas veces, formando gigantes con masas más de 10 veces la del Sol. Rose y sus coautores calculan que hay alrededor de 100 gigantes multicaníbales de este tipo acechando en esta región.

«Algunas estrellas ganan la lotería de las colisiones», dijo Rose. “A través de colisiones y fusiones, estas estrellas recogen más hidrógeno. Aunque se formaron a partir de una población de mayor edad, se hacen pasar por estrellas rejuvenecidas y de aspecto joven. Son como estrellas zombies; se comen a sus vecinos”.

Una mayor masa estelar significa una vida más corta, ya que la velocidad a la que las estrellas fusionan su hidrógeno aumenta más rápido que la masa misma. En consecuencia, una apariencia juvenil conlleva una baja esperanza de vida. Eso no siempre importa porque las estrellas se acercarán lo suficiente a Sagitario A* como para formar parte de su disco de acreción antes de morir por lo que podrían considerarse causas naturales. Sin embargo, cuanto más grande es una estrella, más probabilidades hay de que se convierta en una supernova antes de ser devorada por un agujero negro.

«Es un entorno como ningún otro», dijo Rose. “Las estrellas, que están bajo la influencia de un agujero negro supermasivo en una región muy poblada, no se parecen a nada que podamos ver en nuestro propio vecindario solar. Pero si podemos aprender sobre estas poblaciones estelares, entonces podríamos aprender algo nuevo sobre cómo se formó el centro galáctico. Como mínimo, ciertamente proporciona un punto de contraste para el vecindario donde vivimos”.

Rose presentó el trabajo en la reunión de abril de la Sociedad Estadounidense de Física, basándose en artículos publicados anteriormente en The Astrophysical Journal Letters y The Astrophysical Journal, de los cuales fue la primera autora.