Un estudi revela com es van formar les estrelles del centre de la Via Làctia

Les denses regions centrals de la Via Làctia constitueixen un laboratori natural per a l’estudi de la formació ràpida d’estrelles, un fenomen habitual a les galàxies, especialment en els primers milers de milions d’anys de la història de l’univers.

Tanmateix, l’alta densitat d’estrelles en aquesta regió ha impedit el seu estudi en detall. Ara, un treball publicat en 'Nature Astronomy' ha permès, per primera vegada, reconstruir la història de la formació estel·lar en el centre galàctic.

Gràcies a les dades proporcionades pel projecte 'Galacticnucleus', liderat per l’Institut d’Astrofísica d’Andalusia (IAA-CSIC), s’ha observat que les estrelles no es van formar en cúmuls massius i estretament units sinó en associacions estel·lars aïllades que es van dispersar en els últims milions d’anys. "Nuestra Vía Láctea no és una galàxia gaire productiva. En conjunt, les estrelles que es formen en un any ascendeixen a no més d’unes quantes masses solars", apunta Francisco Nogueras-Lara, investigador del Instituto Max Planck d’Astronomia (MPIA) que encapçala el treball.

"En canvi, les anomenades galàxies starburst (galàxies amb brots estel·lars), molt més productives, donen lloc a desenes o fins i tot centenars de masses solars d’estrelles per any al llarg d’episodis que duren uns quants milions d’anys. En termes més generals, fa uns deu mil milions d’anys, aquest tipus d’alta productivitat sembla haver estat la norma entre les galàxies", afegeix.

D’aquesta manera, encara que pogués semblar que la poc productiva galàxia no serveix per estudiar esclats de formació estel·lar, a les regions que corresponen als 1.300 anys llum al voltant del forat negre central, les taxes de formació d’estrelles en els últims cent milions d’anys han estat deu vegades més altes que la mitjana. Això vol dir que el nucli de la galàxia és tan productiu com una galàxia starburst, o com les galàxies hiperproductives de fa deu mil milions d’anys.

Les estrelles del centre galàctic

El centre de la galàxia imposa, no obstant, dos desafiaments observacionals: d’una banda, es troba amagat darrere de copioses quantitats de pols que impedeixen la seua visió, la qual cosa es va resoldre recorrent a observacions en l’infraroig, en ones mil·limètriques i en ràdio. D’altra banda, és el repte observacional del mateix amuntegament de les estrelles, que impedeix distingir-les i que només permetia determinar estrelles individuals molt massives i brillants. Així, fins fa poc només s’havia detectat el 10% de la massa estel·lar del centre galàctic, de manera que es desconeixia com eren les estrelles del centre de la Via Láctea.

Per resoldre aquesta qüestió es va desenvolupar el projecte 'Galacticnucleus', liderat per l’investigador Rainer Schödel del Instituto de Astrofísica d’Andalusia (IAA-CSIC). Es tracta d’un sondeig que va fer ús de la càmera infraroja HAWK-I en el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral i que va incloure una àrea total de 64.000 anys llum quadrats al voltant del centre galàctic. El projecte ha permès que, on abans només s’havia mapat un grapat d’estrelles, s’obtinguessin dades individuals per a tres milions.

Aquestes noves dades van permetre confirmar que la regió del centre galàctic coneguda com a Sagitari B1 era diferent, així com estudiar les seues estrelles en detall. "Si bé fins i tot el seu estudi en alta resolució només ens va permetre distingir estrelles gegants, vam poder reconstruir la lluminositat de cada estrella i la brillantor intrínseca, corresponent a la quantitat de llum que emet una estrella per unitat de temps," assenyala Nogueras-Lara.

Fases de la formació estel·lar

Particularment interessant va ser la distribució estadística de la lluminositat d’aquestes estrelles. Per a les estrelles que es formen alhora, aquesta distribució de lluminositat canvia amb el temps de manera regular i predictible. Al seu torn, això permet deduir la història aproximada de la formació d’estrelles.

L’equip investigador va trobar que, efectivament, hi va haver diverses fases de formació estel·lar en Sagitari B1: una població més antiga que es va formar fa entre dos i set mil milions d’anys, i una gran població d’estrelles molt més joves, amb tot just deu milions d’anys o fins i tot més jove.

Encara que les estrelles joves acabades de descobrir es troben en una regió específica, el seu exemple suggereix una manera més general de formació estel·lar en el centre galàctic: estrelles que no naixen en cúmuls massius, sinó en associacions estel·lars més disperses, que després es dissolen a mesura que orbiten el centre galàctic en escales de diversos milions d’anys. Això explicaria per què les estrelles joves en el centre galàctic només es poden trobar mitjançant estudis d’alta resolució, com el present treball.

La presència de la població més antiga d’estrelles en Sagitari B1 també és interessant. A les regions més internes del centre galàctic hi ha estrelles de més de set mil milions d’anys, però pràcticament cap estrella en el rang d’edat intermèdia de dos a set mil milions d’anys. Això podria indicar que la formació d’estrelles en el centre de la Via Làctia va començar a la regió més interna i després es va estendre a les regions exteriors.

Aquest mecanisme de dins cap enfora per construir l’anomenat disc nuclear, un disc compost per estrelles que envolten el centre galàctic, ja s’havia observat en altres galàxies. Els nous resultats indiquen que el mateix podria estar succeint a la regió central de la nostra galàxia.