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El primer mapa del 'inframundo galáctico' ha revelado un cementerio que se extiende tres veces la altura de la Vía Láctea, y con un tercio de los 'cadáveres' arrojados fuera de la galaxia.
Se trata de un gráfico de los restos de soles que alguna vez fueron masivos y que luego colapsaron en agujeros negros y estrellas de neutrones.
"Estos remanentes compactos de estrellas muertas muestran una distribución y estructura fundamentalmente diferente a la galaxia visible", dijo David Sweeney, doctorando del Instituto de Astronomía de Sydney en la Universidad de Sydney y autor principal del artículo en la última edición de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
"La 'altura' del inframundo galáctico es más de tres veces mayor en la propia Vía Láctea", agregó. "Y un sorprendente 30 por ciento de los objetos han sido expulsados por completo de la galaxia".
Las estrellas de neutrones y los agujeros negros se forman cuando las estrellas masivas, más de ocho veces más grandes que nuestro sol, agotan su combustible y colapsan repentinamente. Esto desencadena una reacción desbocada que hace estallar las partes exteriores de la estrella en una explosión de supernova titánica, mientras que el núcleo sigue comprimiéndose sobre sí mismo hasta que, dependiendo de su masa inicial, se convierte en una estrella de neutrones o en un agujero negro.
En las estrellas de neutrones, el núcleo es tan denso que los electrones y los protones se ven obligados a combinarse a nivel subatómico en neutrones, comprimiendo su masa total en una esfera más pequeña que una ciudad. Si la masa de la estrella original es mayor que 25 veces la de nuestro sol, ese colapso impulsado por la gravedad continúa, hasta que el núcleo es tan denso que ni siquiera la luz puede escapar. Ambos tipos de cadáveres estelares deforman el espacio, el tiempo y la materia a su alrededor.
Aunque se deben haber formado miles de millones desde que la galaxia era joven, estos cadáveres exóticos fueron arrojados a la oscuridad del espacio interestelar por la supernova que los creó y, por lo tanto, se deslizaron más allá de la vista y el conocimiento de los astrónomos, hasta ahora.
Al recrear cuidadosamente el ciclo de vida completo de las antiguas estrellas muertas, los investigadores han construido el primer mapa detallado que muestra dónde yacen sus cadáveres.
"Uno de los problemas para encontrar estos objetos antiguos es que, hasta ahora, no teníamos idea de dónde buscar", dijo Peter Tuthill, profesor del Instituto de Astronomía de Sydney, coautor del artículo. "Las estrellas de neutrones y los agujeros negros más antiguos se crearon cuando la galaxia era más joven y tenía una forma diferente, y luego se sometieron a cambios complejos que abarcaron miles de millones de años. Ha sido una tarea importante modelar todo esto para encontrarlos".
Las estrellas de neutrones y los agujeros negros recién formados se ajustan a la galaxia actual, por lo que los astrónomos saben dónde buscar. Pero las estrellas de neutrones y los agujeros negros más antiguos son como fantasmas que aún acechan en una casa demolida hace mucho tiempo, por lo que son más difíciles de encontrar.
"Era como tratar de encontrar el mítico cementerio de elefantes", dijo el profesor Tuthill, refiriéndose a un lugar donde, según la leyenda, los elefantes viejos van a morir solos, lejos de su grupo. "Los huesos de estas raras estrellas masivas tenían que estar ahí fuera, pero parecían envolverse en un misterio".
Sweeney agregó que "el problema más difícil a resolver para buscar su verdadera distribución fue dar cuenta de las 'patadas' que reciben en los momentos violentos de su creación. Las explosiones de supernova son asimétricas y los restos se expulsan a gran velocidad, hasta a millones de kilómetros por hora y, lo que es peor, esto sucede en una dirección desconocida y aleatoria para cada objeto".
Pero nada en el universo se queda quieto por mucho tiempo, por lo que incluso conocer las magnitudes probables de las patadas explosivas no fue suficiente: los investigadores tuvieron que profundizar en las profundidades del tiempo cósmico y reconstruir cómo se comportaron durante miles de millones de años.
"Es un poco como en el billar", dijo Sweeney. "Si sabes en qué dirección se golpea la pelota y con qué fuerza, entonces puedes averiguar dónde terminará. Pero en el espacio, los objetos y las velocidades son mucho más grandes. Además, la mesa no es plana, por lo que los restos estelares seguir órbitas complejas atravesando la galaxia".
"Finalmente, a diferencia de una mesa de billar, no hay fricción, por lo que nunca disminuyen la velocidad. Casi todos los restos que se formaron todavía están ahí afuera, deslizándose como fantasmas a través del espacio interestelar".
Los intrincados modelos que construyeron, junto con el investigador de la Universidad de Sydney, el Dr. Sanjib Sharma y el Dr. Ryosuke Hirai de la Universidad de Monash, codificaron dónde nacieron las estrellas, dónde encontraron su final ardiente y su eventual dispersión a medida que la galaxia evolucionó.
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