Utilizando datos del Telescopio Espectroscópico LAMOST y el satélite de cartografía estelar Gaia de la ESA, los astrónomos han descubierto 591 nuevas estrellas de alta velocidad en el halo de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Dependiendo de la definición y contexto, una estrella de alta velocidad es una estrella que se mueve más rápido que los 65 km/s – 100 km/s en relación con el movimiento promedio de las estrellas en el rango de la vecindad del Sol. La velocidad también se define a veces como supersónica en relación con el medio interestelar circundante.

Los tres tipos de estrellas de alta velocidad son:

Estrella fugitiva: Una estrella fugitiva es aquella que se mueve a través del espacio con una velocidad anormalmente alta en relación con el medio interestelar circundante. El movimiento adecuado de una estrella fugitiva a menudo apunta exactamente en dirección opuesta a una asociación estelar, de la que la estrella era miembro antes de escapar.

Estrella de hipervelocidad: una estrella de hipervelocidad tiene velocidades sustancialmente más altas que el resto de la población estelar de una galaxia. Algunas de estas estrellas pueden incluso superar la velocidad de escape de la galaxia, la velocidad con la que un objeto cualquiera necesita moverse para alejarse indefinidamente de un cuerpo o sistema más masivo al cual le vincula únicamente la gravedad; esto quiere decir que las estrellas de hipervelocidad pueden escapar de la Vía Láctea.

Estrella del halo: Las estrellas del halo son estrellas muy viejas que no comparten el movimiento de la mayoría de las estrellas en el vecindario solar, viajando en órbitas elípticas, a menudo inclinadas hacia el disco de la galaxia, lo que las lleva muy por encima y por debajo del plano de la Vía Láctea. Aunque sus velocidades orbitales en la Vía Láctea pueden no ser más rápidas que las del Sol, sus diferentes trayectorias dan como resultado velocidades relativas muy altas.

Las estrellas del halo son miembros del halo de la Vía Láctea, de aquí su nombre, y se mueven muy rápido en órbitas muy elípticas alrededor del centro de la galaxia.

Estas estrellas de alta velocidad marcan la presencia de procesos dinámicos y astrofísicos extremos, especialmente cuando una estrella se acerca a las fronteras gravitatorias de la galaxia o incluso supera la velocidad de escape de la Vía Láctea.

Proporcionan las herramientas necesarias para una amplia gama de estudios astrofísicos, en escalas desde unos pocos años luz cerca del agujero negro supermasivo en el corazón de la Vía Láctea hasta el distante halo galáctico.

También proporcionan información sobre los mecanismos dinámicos que producen sus velocidades extremas y, por ejemplo, sus distribuciones en el espacio y la velocidad pueden revelar la existencia de un agujero negro binario masivo.

“Aunque son raras en la Vía Láctea, las estrellas de alta velocidad, con cinemática única, pueden proporcionar una visión profunda de una amplia gama de ciencia galáctica”, dijo el profesor Youjun Lu, coautor del estudio, astrónomo de los Observatorios Astronómicos Nacionales de China y la Universidad de la Academia de Ciencias de China.

“Las 591 estrellas de alta velocidad descubiertas esta vez duplicaron el número total descubierto anteriormente, con lo que el número total actual supera las 1.000”, añadió el Dr. Yinbi Li, autor principal, astrónomo de los Observatorios Astronómicos Nacionales de China.

Revelando los misterios de las Estrellas de Alta Velocidad en la Vía Láctea

Los astrónomos analizaron la Publicación de Datos 7 v1.2 de LAMOST y la segunda publicación de datos de Gaia (GAIA DR2).

Identificaron un total de 591 estrellas de alta velocidad, incluidas al menos 43 astros que no están unidas a la Vía Láctea y que tienen probabilidades de escapar de la gravedad de la Vía Láctea superiores al 50%.

La mayoría de ellas son estrellas gigantes; aproximadamente el 14% son estrellas del halo ricas en metales.

“Las dos masivas bases de datos nos brindan una oportunidad sin precedentes para encontrar más estrellas de alta velocidad, y lo logramos”, dijo Ali Luo, coautor del estudio, también de los Observatorios Astronómicos Nacionales de China y la Academia de Ciencias de la Universidad de China.

Para investigar más a fondo su origen, el equipo rastreó en el tiempo las órbitas de 591 estrellas de alta velocidad.

Descubrieron que aproximadamente el 15% de las estrellas son originarias del centro galáctico, el 55% son del disco galáctico y el 30% de las estrellas tienen orígenes extragalácticos.

“Su baja metalicidad indica que la mayor parte del halo estelar se formó como consecuencia de la acreción y la interrupción de las mareas de las galaxias enanas”, dijo el autor principal, el profesor Gang Zhao, también de los Observatorios Astronómicos Nacionales de China y la Academia de Ciencias de la Universidad de China.

“El descubrimiento de estas estrellas de alta velocidad nos dice que la combinación de múltiples sondeos astronómicos a gran escala en el futuro nos ayudará a descubrir más estrellas de alta velocidad y otras estrellas raras, que se utilizarán para estudiar el misterio sin resolver sobre nuestra galaxia”.

Crédito de la imagen: Xiao Kong, Observatorios Astronómicos Nacionales de China.

Referencia del documento científico:
Yin-Bi Li et al. 2021. 591 High-velocity Stars in the Galactic Halo Selected from LAMOST DR7 and Gaia DR2. ApJS 252, 3; doi: 10.3847/1538-4365/abc16e