S’està destruint el cúmul estel·lar més proper al Sol?

Si és cert, això pot proporcionar evidències d’una població sospitosa de “sub-halos de matèria fosca”. Es creu que aquests núvols invisibles de partícules són relíquies de la formació de la Via Làctia i que ara s’estenen per la galàxia, formant una subestructura invisible que exerceix una influència gravitatòria notable sobre qualsevol cosa que vagi massa a prop.

La investigadora de l’ESA, Tereza Jerabkova, i col·legues de l’ESA i de l’Observatori Europeu del Sud van fer el descobriment mentre estudiaven la forma en què un cúmul estel·lar proper es fon en el fons general de les estrelles de la nostra galàxia. Aquest descobriment es va basar en El primer tercer llançament de dades de Gaia (EDR3) i dades del segona versió.

L’equip va triar les Híades com a objectiu perquè és el cúmul estel·lar més proper al Sol. Es troba a poc més de 153 anys llum de distància, i és fàcilment visible pels observadors del cel tant als hemisferis nord com al sud com una forma visible en forma d’estrelles brillants que marca el cap del toro a la constel·lació de Taure. Més enllà de les estrelles brillants fàcilment visibles, els telescopis revelen un centenar d’unes més dèbils contingudes en una regió esfèrica de l’espai, d’uns 60 anys llum de diàmetre.

Un cúmul estel·lar perdrà naturalment estrelles perquè a mesura que es mouen dins del cúmul, s’estiren gravitacionalment. Aquest estirament constant modifica lleugerament la velocitat de les estrelles, movent-ne algunes fins a les vores del cúmul. A partir d’aquí, les estrelles poden ser arrossegades per l’atracció gravitatòria de la galàxia, formant dues llargues cues.

Una cua fa un seguiment del cúmul estel·lar i l’altre en surt. Es coneixen com a cues de marea i han estat àmpliament estudiats en galàxies que xoquen, però ningú no les havia vist des d’un cúmul estel·lar obert proper fins fa molt poc.

La clau per detectar les cues de marea és detectar quines estrelles del cel es mouen de manera similar al cúmul estel·lar. Gaia ho fa fàcil, ja que mesura precisament la distància i el moviment de més de mil milions d’estrelles a la nostra galàxia. “Aquestes són les dues quantitats més importants que necessitem per buscar cues de marea dels cúmuls estel·lars de la Via Làctia”, diu Tereza.

Els intents anteriors d’altres equips només van tenir un èxit limitat perquè els investigadors només havien buscat estrelles que coincidissin amb el moviment del cúmul estel·lar. Això excloïa els membres que van marxar abans en els seus 600-700 milions d’anys d’història i, per tant, ara viatgen per diferents òrbites.

Per entendre la gamma d’òrbites a buscar, Tereza va construir un model d’ordinador que simularia les diverses pertorbacions que podrien sentir les estrelles que s’escapen del cúmul durant els seus centenars de milions d’anys a l’espai. Va ser després d’executar aquest codi i després de comparar les simulacions amb les dades reals que es va revelar la veritable extensió de les cues de marea de Hyades. Tereza i els seus col·legues van trobar milers d’antics membres a les dades de Gaia. Aquestes estrelles ara s’estenen durant milers d’anys llum a través de la galàxia en dues enormes cues de marea.

Però la veritable sorpresa va ser que semblava que falten estrelles a la cua de marea final. Això indica que s’està produint una cosa molt més brutal que el cúmul estel·lar “dissolent-se suaument”.

Executant de nou les simulacions, Tereza va demostrar que es podrien reproduir les dades si aquesta cua hagués xocat amb un núvol de matèria que contenia uns 10 milions de masses solars. “Deu haver estat una estreta interacció amb aquest grup realment massiu, i les Hyades acaben de ser destrossades”, diu.

Però, què podria ser aquell grup? No hi ha observacions d’un núvol de gas ni d’un cúmul estel·lar tan massiu a prop. Si no es detecta cap estructura visible fins i tot en futures cerques dirigides, Tereza suggereix que l’objecte podria ser un subhalo de matèria fosca. Es tracta de grups naturals de matèria fosca que es creu que ajuden a donar forma a la galàxia durant la seva formació. Aquest nou treball mostra com Gaia ajuda els astrònoms a traçar aquest marc invisible de matèria fosca de la galàxia.

“Amb Gaia, la nostra manera de veure la Via Làctia ha canviat completament. I amb aquests descobriments, podrem cartografiar les subestructures de la Via Làctia molt millor que mai ”, diu Tereza. I després d’haver demostrat la tècnica amb les Hyades, Tereza i els seus col·legues amplien la feina buscant cues de marea d’altres cúmuls d’estrelles més llunyans.

Notes per als editors

“Les cues de marea de 800 pcs de llarg del cúmul estel·lar de Hyades: possible descobriment de sobredensitats epicícliques candidates d’un cúmul estel·lar obert” per Tereza Jerabkova et al. serà publicat en línia per Astronomia i astrofísica el 24 de març de 2021. https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202039949

Per obtenir més informació, poseu-vos en contacte amb:
Relacions amb els mitjans de comunicació de l’ESA
Correu electrònic: media@esa.int