Una estrella intergaláctica , también conocida como estrella intracúmulo o estrella rebelde , es una estrella que no está ligada gravitacionalmente a ninguna galaxia . Aunque fueron motivo de mucha discusión en la comunidad científica a finales de los años 1990, ahora se cree que las estrellas intergalácticas se originaron en galaxias, como otras estrellas, antes de ser expulsadas como resultado de una colisión de galaxias o de un sistema de múltiples estrellas que se acercó demasiado a un agujero negro supermasivo , que se encuentra en el centro de muchas galaxias.
En conjunto, en la literatura científica, las estrellas intergalácticas se denominan población estelar intracúmulo, o población IC para abreviar. [1]
La hipótesis de que las estrellas sólo existen en las galaxias fue refutada en 1997 con el descubrimiento de las estrellas intergalácticas. [2] Las primeras que se descubrieron fueron en el cúmulo de galaxias de Virgo, donde ahora se supone que existen alrededor de un billón de ellas. [2]
El origen de estas estrellas sigue siendo un misterio, pero los astrofísicos han sugerido y publicado varias hipótesis científicamente creíbles.
La hipótesis más común es que la colisión de dos o más galaxias puede expulsar algunas estrellas a las vastas regiones vacías del espacio intergaláctico . Aunque las estrellas normalmente residen dentro de las galaxias, pueden ser expulsadas por fuerzas gravitacionales cuando las galaxias colisionan. Se cree comúnmente que las estrellas intergalácticas pueden haberse originado principalmente de galaxias extremadamente pequeñas, ya que es más fácil para las estrellas escapar de la atracción gravitatoria de una galaxia más pequeña que de la de una galaxia grande. [3] Sin embargo, cuando las galaxias grandes colisionan, algunas de las perturbaciones gravitacionales también podrían expulsar estrellas. En 2015, un estudio de supernovas en el espacio intergaláctico sugirió que las estrellas progenitoras habían sido expulsadas de sus galaxias anfitrionas durante una colisión galáctica entre dos elípticas gigantes, cuando sus centros de agujeros negros supermasivos se fusionaron. [4]
Otra hipótesis, que no es mutuamente excluyente con la hipótesis de las colisiones galácticas, es que las estrellas intergalácticas fueron expulsadas de su galaxia de origen por un encuentro cercano con el agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia, si es que lo hubiera. En tal escenario, es probable que la(s) estrella(s) intergaláctica(s) fuera(n) originalmente parte de un sistema estelar múltiple donde las otras estrellas fueron atraídas hacia el agujero negro supermasivo y la futura estrella intergaláctica fue acelerada y expulsada a velocidades muy altas. Un evento de este tipo podría teóricamente acelerar una estrella a velocidades tan altas que se convierte en una estrella de hipervelocidad , escapando así del pozo gravitatorio de toda la galaxia. [5] A este respecto, los cálculos del modelo (de 1988) predicen que el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, expulsará una estrella cada 100.000 años en promedio. [6]
En 1997, el telescopio espacial Hubble descubrió una gran cantidad de estrellas intergalácticas en el cúmulo de galaxias de Virgo. Más tarde, en la década de 1990, los científicos descubrieron otro grupo de estrellas intergalácticas en el cúmulo de galaxias de Fornax .
En 2005, en el Centro Smithsoniano de Astrofísica, Warren Brown y su equipo intentaron medir las velocidades de las estrellas hiperveloces utilizando la técnica Doppler, mediante la cual se observa la luz en busca de cambios similares a los que se producen en el sonido cuando un objeto se aleja o se acerca a algo. Pero las velocidades encontradas son solo mínimos estimados, ya que en realidad sus velocidades pueden ser mayores que las velocidades encontradas por los investigadores. "Uno de los exiliados recién descubiertos se está moviendo en dirección a la constelación de la Osa Mayor a aproximadamente 1,25 millones de millas por hora con respecto a la galaxia. Está a 240.000 años luz de distancia. El otro se dirige hacia la constelación de Cáncer, a 1,43 millones de millas por hora y a 180.000 años luz de distancia". [5]
A finales de la década de 2000 se descubrió un resplandor difuso procedente del medio intergaláctico, pero de origen desconocido. En 2012 se sugirió y demostró que podría tener su origen en estrellas intergalácticas. Observaciones y estudios posteriores han profundizado en la cuestión y han descrito la radiación de fondo extragaláctica difusa con más detalle. [7] [8]
Algunos astrónomos de Vanderbilt informan que han identificado más de 675 estrellas en el borde de la Vía Láctea, entre la galaxia de Andrómeda y la Vía Láctea. Argumentan que estas estrellas son estrellas hiperveloces (intergalácticas) que fueron expulsadas del centro galáctico de la Vía Láctea . Estas estrellas son gigantes rojas con una alta metalicidad (una medida de la proporción de elementos químicos distintos del hidrógeno y el helio dentro de una estrella) lo que indica un origen galáctico interior, ya que las estrellas fuera de los discos de las galaxias tienden a tener baja metalicidad y son más antiguas. [9]
Se ha confirmado que algunas supernovas descubiertas recientemente explotaron a cientos de miles de años luz de la estrella o galaxia más cercana. [10] [4] La mayoría de los candidatos a estrellas intergalácticas encontrados en las cercanías de la Vía Láctea parecen no tener su origen en el centro galáctico sino en el disco de la Vía Láctea o en otro lugar. [11] [12]
En 2005, el telescopio espacial Spitzer reveló un componente infrarrojo hasta entonces desconocido en el fondo del cosmos . Desde entonces, se han detectado otras anisotropías en otras longitudes de onda, incluidas las de rayos azules y X, con otros telescopios espaciales, y ahora se las describe colectivamente como radiación de fondo extragaláctica difusa . Los científicos han discutido varias explicaciones, pero en 2012 se sugirió y demostró por primera vez cómo esta radiación difusa podría originarse en estrellas intergalácticas. Si ese es el caso, podrían comprender colectivamente tanta masa como la que se encuentra en las galaxias. En un momento dado se pensó que una población de tal magnitud explicaba la crisis de subproducción de fotones y puede explicar una parte significativa del problema de la materia oscura . [7] [8] [13] [14]
Las primeras estrellas intergalácticas se descubrieron en el cúmulo de galaxias de Virgo . Estas estrellas se caracterizan por su aislamiento, ya que se encuentran a unos 300.000 años luz de la galaxia más cercana. A pesar de la dificultad para determinar su masa exacta, se estima que las estrellas intergalácticas constituyen alrededor del 10 por ciento de la masa del cúmulo de Virgo , superando potencialmente a cualquiera de sus 2.500 galaxias [9].
En 2012, los astrónomos identificaron aproximadamente 675 estrellas rebeldes en el borde de la Vía Láctea , hacia la galaxia de Andrómeda . Estas estrellas probablemente fueron expulsadas del núcleo de la Vía Láctea por interacciones con el agujero negro supermasivo central . El estudio dirigido por Kelly Holley-Bockelmann y Lauren Palladino de la Universidad de Vanderbilt destacó la inusual coloración roja y las altas velocidades de estas estrellas, lo que indica su dramático viaje desde el centro galáctico. [9]