Un equipo liderado por astrofísicos de México encontró alrededor de cuatro mil estrellas masivas tipo Wolf-Rayet (WR) en las icónicas galaxias Antennae, localizadas a unos 60 millones de años luz de distancia. Con este trabajo aumenta significativamente la cantidad de este tipo de estrellas extragalácticas detectadas en el universo local, mismas que serían progenitoras de otros fenómenos astrofísicos interesantes como cierto tipo de supernovas y estallidos de rayos gamma.

Los resultados de esta investigación fueron aceptados para su publicación en la revista británica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS). En el estudio se reportan el número, la clasificación, la distribución y los ambientes de las estrellas WR en Antennae.

El proyecto fue liderado por el Dr. Mauricio Gómez-González, graduado del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) y actualmente posdoctorado del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM (IRyA-UNAM), y en él colaboran los doctores Divakara Mayya del INAOE; Jesús Toalá y Jane Arthur, del IRyA; Javier Zaragoza, del INAOE, y Martín Guerrero, del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) en España.

El estudio fue realizado utilizando observaciones de la base de datos pública del VLT (Very Large Telescope) del European Southern Observatory (ESO) en Chilen tomadas con el instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer).

Las estrellas WR, que deben su nombre a los astrónomos franceses Charles Wolf y George Rayet que las descubrieron en 1867, representan la etapa final en la evolución de las estrellas masivas, con masas iniciales mayores que 25 veces la del Sol.

Las reacciones nucleares en estas estrellas son más eficientes que en estrellas de menor masa, explica el Dr. Mauricio Gómez-González. “Son estrellas muy jóvenes y la fase WR representa alrededor del diez por ciento del tiempo de su vida, de por sí muy corto en escalas de tiempo astronómico. De allí la rareza en encontrarlas. Esta fase está caracterizada por importantes pérdidas de masa mediante fuertes vientos, los cuales arrojan elementos importantes tales como oxígeno, nitrógeno y carbono, al medio interestelar circundante”.

El Dr. Gómez agrega: “He estudiado este tipo de estrellas desde mi doctorado en el INAOE. Busqué observaciones públicas del Gran Telescopio Canarias (GTC), donde tengo experiencia en el estudio de estas regiones, para enseñar en una clase a estudiantes del IRyA y para mi sorpresa, al analizar el espectro de una zona de las galaxias Antennae, encontré rasgos de estas estrellas. Fue una serendipia, una casualidad. Esto me llevó a realizar una búsqueda más exhaustiva usando datos públicos de MUSE de este par de galaxias”.

El Dr. Divakara Mayya, investigador del INAOE, añade que “la importancia de la búsqueda de estrellas WR en las galaxias Antennae consiste en que este par de galaxias representa el sistema más cercano de galaxias que está en un estado avanzado de fusión, por lo que sirve como un laboratorio para estudiar las detalles de fusión de galaxias. Hay muchas galaxias cercanas que están en proceso de interacción como por ejemplo M81 y M82, pero el par de galaxias Antennae están por fusionarse. Hay teorías que predicen que estas fusiones terminan generando una galaxia elíptica. Este es un buen caso porque las Antennae están relativamente cercanas a nosotros y podemos estudiar a mejor detalle los procesos en la etapa un poco antes de que se convierta en una galaxia elíptica. La fusión ha causado estiramiento y deformación de las galaxias individuales, creando dos filamentos en forma de antenas, de donde deriva su nombre popular. Por la importancia que tiene este sistema en astronomía extragaláctica, y su llamativa morfología, las Antennae son blancos para ser observados con cada nuevo instrumento en todas las bandas del espectro electromagnético por todos los telescopios”.

El estudio, abunda el Dr. Mayya, se realizó con datos de MUSE, el instrumento óptico más poderoso actualmente en el hemisferio sur. “Encontramos 38 cúmulos, uno de ellos con 800 estrellas WR. Esto es muy novedoso, se han encontrado estrellas WR en estas cantidades pero en núcleos de galaxias, aquí se encontraron en cúmulos y cada uno las contiene en números grandes. Estas estrellas son las más masivas de estos cúmulos. La detección de miles de estrellas WR apunta que el par de galaxias sigue teniendo formación estelar intensa aún unos cientos de millones de años después de que empezaron a acercarse estas dos galaxias. La zona más intensa de formación estelar y donde encontramos 800 estrellas WR coincide con una zona en la intersección de dos galaxias”.

El Dr. Gómez-González refiere que “una forma de encontrar estrellas WR es por medio de rasgos característicos de  helio (He II), nitrógeno, carbono y oxígeno en su espectro visible. El poder del instrumento MUSE consiste en que es capaz de obtener el espectro óptico de cada zona de las Antennae en sola una toma, la cual necesitaría cientos de tomas en instrumentos tradicionales. Comparando los espectros de las Antennae con los de estrellas WR individuales en nuestra galaxia contamos las estrellas de cada tipo en cada una de las regiones y sumadas dan un total de 4000 WR, de las cuales la mitad son ricas en nitrógeno y la otra mitad en carbono”.