Las estrellas no acostumbran a aparecer apartadas en el cosmos. A la inversa, acostumbran a concentrarse en esas enormes nubes a las que llamamos galaxias, e inclusive en las galaxias con frecuencia forman “bandadas”, conjuntos aproximadamente grandes a los que llamamos cúmulos. Hay una buena razón para eso, y es que las estrellas acostumbran a nacer en conjunto. Muchos de esos conjuntos se sostienen unidos a lo largo de ciertos millones de años, mas conforme se mueven por el interior de la galaxia se marchan deshilachando, debido a la gravedad de otras estrellas próximas o bien a encuentros con alguna nube de gas. Llamamos a estas pandillas fugaces de estrellas cúmulos abiertos. Mas en el extrarradio de las galaxias, lejos de aquellas zonas furiosas en que las nebulosas pelean por un palmo más de espacio, hallamos unos conjuntos de estrellas bastante notables: los cúmulos globulares, de los que hablaremos el día de hoy.Los cúmulos globulares son conglomerados de estrellas que hallamos en prácticamente todas las galaxias, salvo en las más pequeñas. Como su nombre señala, son más o menos esféricos, y acostumbran a contener cientos de miles o bien millones de estrellas. Son bastante pequeños para la cantidad de estrellas que poseen, con lo que su “densidad de población” es parcialmente alta, y puede ser altísima en el núcleo. A fin de que nos hagamos una idea, entre el Sol y la estrella más próxima hay cuatro con dos años luz; si estuviésemos en el núcleo de un cúmulo globular espeso, en ese volumen se hacinarían hasta 900 estrellas.Estos muy concurridos vecindarios estelares son, además de esto, antiquísimos. Sus estrellas semejan de rigurosa segunda generación, hechas con el gas que expulsaron las primeras estrellas del cosmos, y la mayor parte de los cúmulos semejan tan viejos como las propias galaxias en las que se hallan. Su hábitat natural, puesto que, se tiene que hallar fuera del cuerpo de la galaxia, pues si tuviesen que moverse por el medio interestelar, lleno de gas y de otras estrellas, se habrían deshecho como les ocurre a los cúmulos abiertos y no habrían llegado hasta nuestros días. Los cúmulos globulares son habitantes del halo, una suerte de cascarilla esférica que rodea a las galaxias y que es un remanente de los primeros días de estas.

Orígenes inciertos

Así puesto que, tenemos unas pelotas de estrellas sensiblemente espesas, antiquísimas y que dan vueltas a las galaxias en órbitas amplísimas, en ocasiones bastante distanciadas del cuerpo de la galaxia. ¿De dónde han salido estas especiales formaciones? No lo sabemos seguramente. Una idea que se manejó a lo largo de un tiempo fue que se tratase de “galaxias fallidas”, nubes de gas demasiado pequeñas que acabaron siendo “adoptadas” por galaxias más grandes.Esa idea tenía un punto interesante: la cosmología moderna nos cuenta que las galaxias se formaron desde enjambres de nubes de gas en los que había nubes más grandes y otras más pequeñas. Las más grandes tendían a fagocitar a las pequeñas, y de esta forma, de forma natural, se formaron sistemas con grandes galaxias en el centro rodeadas de un séquito de otras más pequeñas, las galaxias satélite. Eso es precisamente lo que vemos el día de hoy. En este esquema, los cúmulos globulares serían galaxias satélite singularmente pequeñas, y con ciertas propiedades un tanto especiales que habría que explicar de alguna forma. Por servirnos de un ejemplo, por qué razón son tan sólidos y otras galaxias satélite no.Pero esta idea tiene un defecto en su línea de flotación: las nubes de gas que dieron sitio a las galaxias se amontonaron dentro de nubes de materia obscura. La materia obscura es 5 veces más rebosante que el gas, y en consecuencia su gravedad es 5 veces más intensa, con lo que el gas va donde la materia obscura le afirma que vaya. Realmente la activa que terminamos de contar, de nubes grandes tragando a otras pequeñas, es una activa de las nubes de materia obscura. El gas que ahora vemos en las galaxias solo prosiguió lo que la materia obscura hacía. Y acá viene el inconveniente serio: en los cúmulos globulares no hay ni indicio de materia obscura.La ausencia de materia obscura en los cúmulos globulares es, ya por sí, notable. Puesto que en ellos tenemos del orden de un millón de estrellas concentradas en un espacio pequeño uno podría meditar, ingenuamente, que quizás cierta cantidad de materia obscura habría pastoreado al gas hasta ese espacio y, una vez ahí, se habrían formado las estrellas. Si eso fue lo que ocurrió, tras eso pasó alguna otra cosa que le hurtó toda la materia obscura al cúmulo. Y eso no ocurrió con uno o bien con 2, sino más bien con la apabullante mayoría de cúmulos globulares. Meridianamente, acá está operando algún mecanismo diferente al de la capacitación de galaxias satélite, que en su mayor parte sí preservan cantidades esenciales de materia obscura.

Cúmulos desde colisiones

Por eso resulta interesante un artículo publicado hace algunos días en el Astrophysical Journal, en el que los autores plantean una nueva idea sobre de qué forma se formaron los cúmulos globulares: que fueron el resultado de choques entre esas nubes que daban sitio a las galaxias.La idea es muy ingeniosa: conocemos el caso, en nuestros días, de conjuntos de galaxias que chocan unos con otros. Un conjunto de galaxias está formado por 3 elementos: las galaxias mismas, el gas difuso que hay entre ellas y la materia obscura, que forma la mayoría de la masa. Cuando los 2 conjuntos chocan las galaxias no se enteran de nada: están lejísimos unas de otras y la probabilidad de que 2 galaxias choquen es pequeñísima. La materia obscura tampoco se entera demasiado: le cuesta mucho intercambiar energía con otras formas de materia, con lo que, esencialmente, pasa de largo. Como la materia obscura es la que produce la mayoría de la gravedad, las galaxias prosiguen a la materia obscura. ¿Qué le ocurre al gas difuso? Algo muy diferente: los átomos del gas sí pueden intercambiar energía con otros átomos, con lo que se frenan cuando las 2 nubes chocan. La materia obscura y las galaxias pasan de largo, mas el gas se queda bloqueado en la zona de colisión. Esto lo hemos visto en múltiples choques de conjuntos de galaxias, la más conocida de las que es el Cúmulo de la Bala.La idea de este artículo para explicar la capacitación de los cúmulos globulares es que estos choques hubieron de ser mucho más habituales en las etapas iniciales de desarrollo de las galaxias, cuando había muchas nubes de gas y materia obscura moviéndose en todas y cada una direcciones pues las galaxias todavía no las habían fagocitado. Esas nubes probablemente contenían ya estrellas, y esas estrellas habían enriquecido el gas con elementos químicos nuevos, como el carbono. Si en ese punto se generara un choque entre 2 de esas nubes ¿qué sucedería? Puesto que, como en el caso de las galaxias, que la materia obscura y las estrellas pasarían de largo, mas el gas interior de las nubes se frenaría, como ocurre en el Cúmulo de la Bala. Si el gas se frenase mucho podría suceder que la materia obscura y las estrellas prosiguieran su camino y dejasen ahí, huérfana, a una nube de gas caliente y comprimida por la energía de la colisión.La propuesta de estos autores es que los cúmulos globulares se formaron desde esas nubes huérfanas. Esa es la razón de que no tengan materia obscura, y esa es la razón de que estén ubicados en la periferia de las galaxias, que es por donde se movían aquellas nubes y podían chocar de vez en cuando. Todo el músculo del artículo está en probar que en una galaxia habitual esos choques eran razonablemente probables, que el número de choques era afín al número de cúmulos globulares que vemos en nuestros días, y que tras el choque el gas quedaba en un estado capaz de formar estrellas. Aparte de esto logran ciertos resultados muy sugerentes, como calcular la composición que debe tener el gas a fin de que se formen estrellas tras los choques, o bien calcular la masa mínima que debe tener una galaxia a fin de que en sus cercanías se puedan generar estos choques. Las dos son cosas que vamos a poder equiparar con las propiedades de los cúmulos globulares reales y las galaxias que los acogen.Puede que este sea el mecanismo adecuado para comprender la capacitación de los cúmulos globulares o bien es posible que no, eso solo lo afirmará el tiempo y el escrutinio de la comunidad científica. Mas no deja de ser alucinante que unos objetos que conocemos desde hace siglos, y que a primer aspecto semejan fáciles, requieran de tanta y tan bella física para nacer.

QUE NO TE LA CUELEN

En este artículo describimos una idea que termina de ser presentada públicamente. Semeja prometedora, mas como todas y cada una de las ideas nuevas no podemos tomarla como conocimiento asentado. En los próximos meses o bien años va a ser examinada, criticada y protegida, y solo tras ese proceso vamos a poder decir algo en firme sobre ella.La palabra cúmulo se utiliza en astrofísica con el significado general de “grupo”. Así hay cúmulos de estrellas, como los cúmulos globulares y los cúmulos abiertos, mas asimismo hay cúmulos de galaxias. En el presente artículo hemos preferido emplear la palabra solo con conjuntos de estrellas, para eludir confusiones.Aunque lo que vemos de las galaxias es su gas y sus estrellas, la mayoría de su masa está depositada en la materia obscura, y ha sido la materia obscura la que ha guiado la evolución de las galaxias, sobre todo en sus momentos iniciales.

REFERENCIAS

Fuente: larazon.es

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