Fuentes brillantes ultravioleta inspeccionadas en NGC 4590, más de 1400 estrellas encontradas en varias etapas evolutivas


Usando la nave espacial AstroSat de la India, los astrónomos inspeccionaron fuentes brillantes ultravioleta (UV) en un cúmulo globular conocido como NGC 4590 e identificaron más de 1400 objetos estelares que presentan varios estados evolutivos. El estudio fue publicado el 8 de febrero en arXiv.org.

Los cúmulos globulares (GC) son colecciones de estrellas estrechamente unidas que orbitan galaxias. Los astrónomos los perciben como laboratorios naturales que permiten realizar estudios sobre la evolución de estrellas y galaxias. En particular, los cúmulos globulares podrían ayudar a los investigadores a comprender mejor la historia de formación y la evolución de las galaxias de tipo temprano, ya que el origen de los GC parece estar estrechamente relacionado con períodos de intensa formación estelar.

Una vista de 2012 de NGC 4590 desde la cámara de campo amplio de la cámara avanzada para encuestas del Hubble. Crédito: Kumar et al., 2022.

Los GC son excelentes lugares para resolver y observar las propiedades de estrellas individuales de varias etapas evolutivas. Los estudios muestran que las fuentes con una temperatura efectiva superior a 7000 K contribuyen principalmente a la emisión ultravioleta (UV) de los GC. Tales fuentes de luz ultravioleta en los GC pueden identificarse, por ejemplo, como estrellas de rama horizontal azul (BHB), estrellas de rama horizontal extremadamente azul (EHB) o estrellas de rama gigante postasintótica (pAGB).

A una distancia de unos 33.900 años luz, NGC 4590 (también conocido como Messier 68) es un GC galáctico muy pobre en metales en el hemisferio norte de la Vía Láctea. Se estima que el cúmulo tiene 11.200 millones de años y su línea de visión está a un nivel de 0,05. Las observaciones anteriores de NGC 4590 han encontrado que alberga una cantidad significativa de BHB y estrellas rojas de rama horizontal (RHB).

Con la esperanza de obtener más información sobre las poblaciones estelares calientes de NGC 4590, un equipo de astrónomos dirigido por Ranjan Kumar del Instituto Nacional de Tecnología en Rourkela, India, decidió investigar este cúmulo con el Telescopio de imágenes ultravioleta (UVIT) de AstroSat.

«Usando diagramas de magnitud de color (CMD) ópticos UV, hemos identificado y caracterizado las fuentes de diferentes etapas evolutivas, es decir, estrellas de rama horizontal azul (BHB), estrellas de rama horizontal extremadamente azul (EHB), estrellas rezagadas azules (BS), estrellas variables, etc.” escribieron los investigadores en el artículo.

En general, las observaciones UVIT utilizando tres filtros de ultravioleta lejano (FUV) y tres de ultravioleta cercano (NUV) permitieron al equipo identificar 57 BHB, 11 RHB, 246 estrellas de rama gigante roja (RGB), 140 estrellas de rama subgigantes ( SGB), 254 estrellas de apagado de secuencia principal (MSTO), 626 estrellas de secuencia principal (MS), 41 RR Lyraes, 31 estrellas rezagadas azules (BS), dos estrellas variables SX Phoenicis (SXPhes) y una rama gigante asintótica ( AGB) estrella.

El estudio también detectó dos nuevas fuentes brillantes de FUV en el núcleo de NGC 4590: una de ellas es un EHB, mientras que la naturaleza de la segunda sigue sin estar clara. Los astrónomos asumen que esta peculiar fuente se encuentra en su fase evolutiva posterior al anzuelo azul o en la fase de enana blanca (WD).

Los investigadores encontraron que las BS más masivas y más jóvenes en NGC 4590 se concentran en su centro, mientras que las estrellas más antiguas y menos masivas de este tipo se distribuyen por todo el cúmulo. Los astrónomos agregaron que la distribución radial normalizada de las estrellas BS parece ser bimodal.

Cuando se trata de las propiedades de las estrellas identificadas, las BHB son entre dos y cinco veces más grandes que el sol, mientras que sus masas están dentro del rango de 0,6 a 0,65 masas solares. Las temperaturas efectivas de estas estrellas se calcularon entre 7.250 y 10.500 K.

En el caso de los RHB, el más pequeño tiene un radio de unos 7,72 radios solares y el más grande es aproximadamente 10,42 veces más grande que nuestro sol. Se estimó que las masas de los RHB estaban en un nivel de 0,65 a 0,7 masas solares, mientras que sus temperaturas efectivas probablemente rondan los 6000 K.

Las estrellas BS identificadas tienen radios entre 0,93 y 3,76 radios solares, masas que oscilan entre 0,84 y 1,26 masas solares y temperaturas efectivas dentro del rango de 5750 a 9000 K. Los investigadores también lograron determinar la edad de estas estrellas y descubrieron que son entre 1,5 y 10 mil millones de años.

Resumiendo los resultados, los autores del artículo señalaron que se encontró que la edad dinámica de NGC 4590 era de unos 423 millones de años, lo que lo convierte en uno de los cúmulos más jóvenes entre los GC galácticos de edad dinámicamente intermedia. Agregaron que se requieren más estudios de este cúmulo para arrojar más luz sobre las propiedades de otros grupos estelares en este GC.

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