OBSERVACIÓN ASTRONÓMICA 05/08/2016 CÚMULOS GLOBULARES

Transcripción

1 CÚMULOS GLOBULARES Si miramos al cielo veremos una banda blanquecina que lo cruza de Norte-Sur, esta banda es la Vía Láctea, con poco que este un poco oscuro y mostremos un poco más de atención a dicha banda, observaremos como hay pequeñas condensaciones a lo largo de toda esta banda, muchas de estas condensaciones probablemente sean CÚMULOS ESTELARES: Qué Son? Son condensaciones locales de estrellas unidas por fuerzas gravitacionales que aparecen en el cielo como concentraciones de puntos luminosos o, incluso, como tenues nebulosidades. Tipos: Según la estructura del cúmulo, se distinguen dos tipos de cúmulos principalmente: * Cúmulos Abiertos o galácticos. (Anterior articulo) * Cúmulos Globulares. Qué es un cúmulo globular? Son vastas agrupaciones de estrellas que presentan una forma casi esférica, poseen un núcleo denso y su luminosidad disminuye linealmente conforme nos alejamos del centro (gradiente), lo forman estrellas de edad avanzada y alejadas de la secuencia principal en el diagrama HR. El catálogo Messier contiene 29 Globulares. M22 Los cúmulos globulares son los sistemas estelares con más larga historia: estudiándolos se puede reconstruir lo acontecido en nuestra Galaxia y en el universo entero. Unos objetos Importantísimos: Pocos objetos han sido tan fecundos para la astronomía como los cúmulos globulares. Su estudio es de importancia capital en muchos capítulos de esta ciencia, como la evolución estelar, los procesos de formación de galaxias, la estructura de nuestra Galaxia y la determinación de la edad del universo. Cómo pueden unos simples agregados de estrellas como los cúmulos globulares tener tanta

2 importancia? La contribución de su estadio al desarrollo de la astronomía y de la cosmología ha sido insustituible. Esta importancia reside esencialmente en dos hechos. En primer lugar, los cúmulos están formados por estrellas nacidas todas ellas de la misma nube de gas interestelar. Por tanto son conjuntos de estrellas surgidos cuando comenzó a formarse nuestra Galaxia. POR QUÉ SON TAN ESPECIALES? Hay catalogados entre 150 y 200 cúmulos globulares en la Vía Láctea. Son muy escaso en comparación a los abiertos. Se hallan distribuido no sólo en el disco sino en el halo que rodea a la galaxia. M15 El que se trate de objetos formados por estrellas de la misma edad que luego han evolucionado de modo distinto según su masa ha permitió a los astrofísicos estudiar un conjunto extremadamente puro de estrellas y obtener datos sobre los procesos que están en la base de la evolución estelar: las estrellas de un cúmulo globular tienen la misma edad y la misma composición química porque han nacido del mismo material, el que formaba al comienzo la nube de gas y polvo que se fue contrayendo gravitacionalmente para formar las estrellas. Pero estas estrella nacen con distinta masa, como la luminosidad de una estrellas es proporcional al cubo de su masa, las estrellas más masivas son también las más luminosas, por lo que consumen su combustible nuclear a un ritmo más elevado. En consecuencia, las estrellas de un sistema estelar agotan su

3 combustible nuclear en momentos distintos según su masa, unas antes y otras después. Las estrellas de un cúmulo tienen la misma edad, pero al ser diferente su masa se encuentra en estados evolutivos distintos. Esta propiedad, característica de los cúmulos globulares, permite contrastar las teorías de la evolución estelar y hacer un seguimiento completo de la vida de una estrella. FORMACIÓN Y EVOLUCIÓN Su origen es paralelo al de la masa de gas inicial que dio lugar a la galaxia. Pequeños fragmentos se desgajaron dando lugar a los cúmulos. Las estrellas evolucionaron en su integró pasando por casi todas sus fases. Actualemtne no se crean globulares, se piensa que en un futuro las colisiones con otras galaxias los pueden formar. Se cree que los cúmulos globulares nacieron cuando comenzó la fase de formación de nuestra Galaxia. Durante la contracción, y hasta la formación del disco de la Galaxia, la nube tras de sí fragmentos de materia, gas y polvo que se contrajeron a su vez formando los distintos cúmulos globulares. Estos objetos, por tanto, se formaron antes de que lo hiciera el disco y permanecieron donde habían nacido, constituyendo una estructura esférica, el halo, alrededor del plano galáctico. He aquí por qué los cúmulos globulares tienen una distribución con simetría esférica alrededor del centro galáctico. Se trata además de los objetos estelares más viejos, con una edad comprendida entre diez mil y veinte mil millones de años. EDAD, - LA EDAD DEL UNIVERSO La edad de los cúmulos globulares, que casi es la misma para todos, con pequeñas diferencias, se cree que la edad de un cúmulo es igual a la de la Galaxia y que casi todas las galaxias se formaron al mismo tiempo. Por tanto, para obtener la edad del universo basta sumar a la edad de los cúmulos globulares el tiempo transcurrido desde el origen del universo hasta la formación de las galaxias. En consecuencia averiguando la edad de los cúmulos globulares se puede determinar la edad del universo. Su edad ha servido para datar el origen del Universo. Para ello se busca la estrella azul más antigua dentro del cúmulo. M4 contiene las estrellas más antiguas conocidas en la Vía Láctea, con gran cantidad de enanas blancas. Es también el Más cercano. M 4.

4 MASA Y TAMAÑOS: Poseen entre y un millón de estrellas, caso especial es ω Centauri con 10 millones de estrellas, equivalente a una galaxia pequeña. ( a.l.) Las masas oscilan entre y un millón de masas solares. Conociendo las distancias, el tamaño del núcleo de los globulares está entre 1 y 32 años-luz. DISTANCIAS LAS DISTANCIAS ASTRONÓMICAS En los cúmulos globulares se encuentran las estrellas más viejas de nuestra Galaxia: en astrofísica se suele decir que aquéllos están compuestos por estrellas de la población II, mientras que se habla de población I para indicar las estrellas jóvenes. En la población II hay unas estrellas variables, las RR Lyrae, de notable importancia para la determinación de las distancias astronómicas. Al poseer los globulares una población relativamente grande de variables RR Lyrae, su curva de luminosidad permite hallar su magnitud absoluta y con ella las distancias. Este es uno de los métodos generalmente utilizados para determinar la distancia de un cúmulo. Varían entre y años-luz, algunos en el halo exterior. Efectuando estas medidas en los cúmulos globulares conocidos, se ha observado que todos ellos tienen aproximadamente la misma luminosidad verdadera. Son, pues, patrones de luminosidad, por lo que son perfectos para medir distancias astronómicas. El más lejano detectado es el Aaronson-Madore, AM-1 en la constelación de Horolgium, de magnitud relativa 15,8 y a a.l. Palomar 4, en la Osa Mayor, 14,2 de magnitud y a a.l. El visible más lejano es el NGC 2419 en Lince (Lynx), a a.l. M13 está a a.l. En la dirección de Sagitario se hallan el 30% de los cúmulos, los más alejados del núcleo galáctico son más esféricos y los más próximos al disco se hallan deformados por las fuerzas de mares.

5 Suelen girar casi todos en el mismo sentido alrededor de la Vía Láctea salvo unos pocos, como el NGC 3201 en Vela que es retrógrado. DINÁMICA INTERNA La posibilidad de ver en el interior de los cúmulos globulares también permite estudia mejor la dinámica de las estrellas y de los sistemas binarios que se encuentran en ello. Esto es importante para obtener informaciones sobre la dinámica de sistemas de cuerpos gravitacionalmente ligados, como son los cúmulos globulares, y para estudiar las interacciones entre las estrellas componentes mediante observación o simulaciones por ordenador. FAMILIAS DE CÚMULOS GLOBULARES En realidad, la clase de los cúmulos globulares, contemplada desde el punto de vista de la distribución espacial dentro de nuestra Galaxia, no es una familia homogénea; en los últimos años está emergiendo un cuadro cada vez más problemático y los cúmulos globulares parecen tener unas propiedades mucho menos homogéneas de lo que se creía anteriormente. Existen cúmulos globulares con un bajo contenido en metales y cúmulos con un mayor contenido metálico. Este carácter metálico es un reflejo de la composición química de la materia interestelar de la cual se han formado los cúmulos. Los pobres en metales ocupan el halo de la Galaxia y son más viejos, los ricos en metales son un poco más jóvenes por que se ha formado a partir de materia enriquecida en metales expulsada al medio interestelar, por ejemplo mediante explosiones de supernovas. UNA PARADOJA EMBARAZOSA Hace pocos años los astrónomos se encontraron ante una paradoja aparentemente incomprensible: la edad de las estrellas de algunos cúmulos globulares resultaba mayor que la del universo. Se trata de albo obviamente imposible, es como si un padre fuera más joven que su propio hijo, probablemente la edad de estas estrellas ha sido sobrestimada, pero el problema sigue abierto. CÚMULOS GLOBULARES CAPTURADOS En los últimos años está emergiendo un panorama cada vez más claro de la dinámica de los cúmulos globulares en nuestra Galaxia, en particular, el estudio de las distintas familias dinámicas de cúmulos ha llevado a la hipótesis de que algunos de los que hoy se encuentran en el halo de nuestra Galaxia y en especial en el halo externo, no nacieron al mismo tiempo que los demás. En realizada habrían sido capturados por el campo gravitacional galáctico. Se encuentran en este caso los cúmulos: Pal 12, Terzan 7, Ruprecht 106, Arp 2 e IC 4499 DESCUBRIMIENTO RECIENTES Candidatos en Sagitario (GC01, GC02) NGC 1851 (agujero negro) Cúmulos extenso en NGC 1023, NGC 3384 y M 31 Nebulosa planetaria en M 15 y M 22 Nova en globular de M 87 Púlsar, enana blanca y planeta en M 4.

6 INTERÉS ASTRONÓMICO DE LOS CÚMULOS Los cúmulos globulares son objetos notables por su relativa escasez. Son sistemas muy activos y con una gran rizqueza de objetos (enanas blancas, planetas, púlsares, estrellas de neutrones y agujeros negros. La historia del Universo y la dinámica entre galaxias está estrechamente ligada a los globulares. M 54 (Sagitario) Este cúmulo está siendo absorbido por la Vía Láctea y se cree que es el remanente de una galaxia enana. Se halla a a.l. REFERENCIAS: - El UNIVERSO, enciclopedia de la Astronomía y el Espacio. -