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El cúmulo globular RBC EXT8 orbita las afueras de la Galaxia de Andrómeda, un compañero cercano de nuestra Vía Láctea, ubicada a 2,5 millones de años luz de la Tierra. Crédito: ESASky / CFHT
En un descubrimiento sorprendente, los astrónomos que utilizan dos Observatorios de Maunakea, el Observatorio WM Keck y el Telescopio Canadá-Francia-Hawai (CFHT), han encontrado un cúmulo de estrellas globulares en la Galaxia de Andrómeda que contiene una cantidad récord de metales.
Las estrellas del cúmulo, llamado RBC EXT8, tienen en promedio 800 veces menos hierro que nuestro Sol y son tres veces más pobres en hierro que el anterior poseedor del récord del cúmulo globular. RBC EXT8 también es extremadamente deficiente en magnesio.
El estudio, dirigido por Søren Larsen de la Universidad de Radboud en los Países Bajos, se publica en la revista Ciencias.
“Estoy asombrado de que este cúmulo de estrellas extraordinario estuviera justo debajo de nuestras narices. Es uno de los cúmulos más brillantes de la galaxia de Andrómeda y se conoce desde hace décadas, pero nadie lo había comprobado en detalle ”, dijo Aaron Romanowsky, astrónomo de los Observatorios de la Universidad de California (UCO) y profesor de Física y Astronomía de la Universidad Estatal de San José. Departamento que es coautor del estudio. “Muestra cómo el universo todavía tiene muchas sorpresas por descubrir. También nos recuerda que verifiquemos nuestras suposiciones; en este caso, se asumió que se habían investigado suficientes grupos para saber qué tan anémicos pueden ser «.
El descubrimiento de rbc ext8 desafía las teorías de que los cúmulos de estrellas globulares masivos no podrían haberse formado con metalicidades tan bajas. Crédito: ESASky / CFHT
Un cúmulo globular es una colección grande y densa de miles a millones de estrellas antiguas que se mueven juntas como un grupo muy unido a través de una galaxia. Hasta ahora, los astrónomos pensaban que los grandes cúmulos globulares debían contener una cantidad considerable de elementos pesados.
El hidrógeno y el helio son los dos elementos principales creados después de la Big Bang. Los elementos más pesados como el hierro y el magnesio se formaron más tarde. Encontrar un cúmulo globular masivo como RBC EXT8 que está extremadamente empobrecido en metales desafía los modelos de formación actuales, cuestionando algunas de nuestras ideas sobre el nacimiento de estrellas y galaxias en el universo joven.
“Nuestro hallazgo muestra que los cúmulos globulares masivos podrían formarse en el universo temprano a partir del gas con solo una pequeña ‘pizca’ de elementos distintos del hidrógeno y el helio. Esto es sorprendente porque se pensaba que un gas tan prístino estaba en bloques de construcción demasiado pequeños para formar cúmulos de estrellas tan masivos ”, dijo Larsen.
“Este descubrimiento es emocionante porque la idea de un ‘piso de metalicidad’ para los cúmulos globulares, que debe contener una cantidad mínima de metales pesados, sustenta gran parte de nuestro pensamiento sobre cómo se formaron estos cúmulos de estrellas muy antiguos en el universo temprano”, dijo el co -autor Jean Brodie, Director, Centro de Astrofísica y Supercomputación de la Universidad de Swinburne y Profesor Emérita de Astronomía y Astrofísica en UCO. «Nuestro hallazgo contradice la imagen estándar y eso siempre es divertido».
Los investigadores observaron RBC EXT8 utilizando el espectrómetro Echelle de alta resolución del Observatorio Keck (HIRES) en octubre de 2019. El cúmulo globular no estaba originalmente en el programa, pero al equipo de Larsen le quedaban un par de horas de tiempo de observación y decidió apuntar el Keck I telescopio en el cúmulo, cuyo contenido estelar aún no se había estudiado en detalle. El equipo realizó observaciones espectroscópicas para determinar el contenido metálico de RBC EXT8 y utilizó tres imágenes de archivo de CFHT para determinar su tamaño y estimar su masa. Su notable resultado fue una gran sorpresa.
“Es un desafío observacional obtener un análisis detallado de la composición química de los cúmulos globulares en la Galaxia de Andrómeda, que se encuentra en el hemisferio norte del cielo”, dijo Brodie. «La capacidad de HIRES en Keck está especialmente bien adaptada para enfrentar este desafío».
En el futuro, los investigadores esperan encontrar más cúmulos globulares «metal-ligeros» y resolver el misterio sobre su origen.
Referencia: «Un cúmulo globular extremadamente deficiente en metales en la galaxia de Andrómeda» por Søren S. Larsen, Aaron J. Romanowsky, Jean P. Brodie y Asher Wasserman, 20 de noviembre de 2020, Ciencias.
DOI: 10.1126 / science.abb1970