Las Pléyades ( / ˈ p l iː . ə d iː z , ˈ p l eɪ -, ˈ p l aɪ -/ ), [8] [9] también conocidas como las Siete Hermanas y Messier 45 , son un asterismo de un cúmulo estelar abierto que contiene estrellas de tipo B calientes y de mediana edad en el noroeste de la constelación de Tauro . A una distancia de unos 444 años luz , se encuentra entre los cúmulos estelares más cercanos a la Tierra y el objeto Messier más cercano a la Tierra, siendo el cúmulo estelar más obvio a simple vista en el cielo nocturno . También se observa que alberga la nebulosa de reflexión NGC 1432 , una región HII . [10]
El cúmulo está dominado por estrellas luminosas de color azul intenso que se han formado en los últimos 100 millones de años. Se creía que las nebulosas de reflexión que rodean a las estrellas más brillantes eran material sobrante de su formación, pero ahora se cree que probablemente sean una nube de polvo no relacionada en el medio interestelar por el que pasan actualmente las estrellas. [11] Se estima que esta nube de polvo se mueve a una velocidad de aproximadamente 18 km/s en relación con las estrellas del cúmulo. [12]
Las simulaciones por computadora han demostrado que las Pléyades probablemente se formaron a partir de una configuración compacta que alguna vez se parecía a la Nebulosa de Orión . [13] Los astrónomos estiman que el cúmulo sobrevivirá durante aproximadamente otros 250 millones de años, después de lo cual la agrupación se perderá debido a las interacciones gravitacionales con el vecindario galáctico. [14]
Junto con el cúmulo estelar abierto de las Híades , las Pléyades forman la Puerta Dorada de la Eclíptica .
El nombre, Pléyades, proviene del griego antiguo : Πλειάδες . [15] Probablemente deriva de plein ("navegar") debido a la importancia del cúmulo para delimitar la temporada de navegación en el mar Mediterráneo : "la temporada de navegación comenzaba con su salida helíaca ". [16] En la mitología griega clásica, el nombre se usaba para siete hermanas divinas llamadas las Pléyades . Con el tiempo, se dijo que el nombre se derivaba del de una madre mítica, Pleione , que significa efectivamente "hijas de Pleione". [17] En realidad, el nombre antiguo del cúmulo de estrellas relacionado con la navegación casi con certeza llegó primero en la cultura, seguido por el nombre de una relación con las deidades hermanas, y finalmente apareció en mitos posteriores, para interpretar el nombre del grupo, una madre, Pleione. [18]
El grupo M45 jugó un papel importante en la antigüedad para el establecimiento de muchos calendarios gracias a la combinación de dos elementos notables. El primero, que todavía está vigente, es su aparición única y fácilmente identificable en la bóveda celeste cerca de la eclíptica . El segundo, esencial para los antiguos, es que a mediados del tercer milenio a.C., este asterismo (un patrón o grupo de estrellas prominente de tamaño menor que una constelación) marcaba el punto vernal . [19]
La importancia de este asterismo también es evidente en el norte de Europa. El cúmulo de las Pléyades se muestra en el disco celeste de Nebra , hallado en Alemania y datado en torno al año 1600 a. C. En el disco, el cúmulo está representado en una posición elevada entre el Sol y la Luna.
Este asterismo también marca el inicio de varios calendarios antiguos:
Aunque M45 ya no se encuentra en el punto vernal, el asterismo sigue siendo importante, tanto funcional como simbólicamente. Además de los cambios en los calendarios basados en las estaciones lunares entre los indios y los árabes, considérese el caso de un antiguo calendario yemení en el que los meses se designan según un criterio astronómico que hizo que se lo llamara Calendario de las Pléyades : el mes de ḫams , literalmente "cinco", es aquel durante el cual el Sol y al-Ṯurayyā , es decir, las Pléyades , se desvían uno del otro por cinco movimientos de la Luna , es decir, cinco veces el camino que la "Luna" recorre en promedio en un día y una noche, para utilizar la terminología de Abd al-Rahman al-Sufi . [26]
En la mitología turca, la constelación de las Pléyades es una de las figuras cosmológicas más antiguas de los turcos. Los ciclos estacionales en Anatolia están determinados por este grupo de estrellas. [27]
Las Pléyades son una vista prominente en invierno en el hemisferio norte , y son fácilmente visibles desde latitudes medias-meridionales. Han sido conocidas desde la antigüedad por culturas de todo el mundo, [29] incluidos los celtas ( galés : Tŵr Tewdws , irlandés : Streoillín ); filipinos precoloniales (que lo llamaban Mapúlon , Mulo‑pulo o Muró‑púro , entre otros nombres), para quienes indicaba el comienzo del año; [30] [31] hawaianos (que los llaman Makaliʻi ), [32] maoríes (que los llaman Matariki ); australianos indígenas (de varias tradiciones ); el Imperio aqueménida , de donde provienen los persas (que los llamaban Parvīn – پروین – o Parvī – پروی ); [33] los árabes (que las llaman al-Thurayyā ; الثريا [34] ); los chinos (que las llaman mǎo ;昴); los quechuas (que las llaman Qullqa o el almacén); los japoneses (que las llaman Subaru ;昴,スバル); los mayas ; los aztecas ; los sioux ; los kiowa ; [35] [36] y los cherokee . En el hinduismo , las Pléyades son conocidas como Kṛttikā y están asociadas escrituralmente con la deidad de la guerra Kartikeya y también se las identifica o asocia con las Saptamatrika(s) (Siete Madres). Los hindúes celebran el primer día (luna nueva) del mes de Kartik como Diwali , un festival de abundancia y lámparas. Las Pléyades también se mencionan tres veces en la Biblia . [37] [38]
La representación más antigua conocida de las Pléyades es probablemente un artefacto de la Edad de Bronce del norte de Alemania conocido como el disco celeste de Nebra , que data de aproximadamente 1600 a. C. [39] Los catálogos estelares babilónicos nombran a las Pléyades MUL MUL ( 𒀯𒀯 ), que significa "estrellas" (literalmente "estrella estrella"), y encabezan la lista de estrellas a lo largo de la eclíptica, lo que refleja el hecho de que estaban cerca del punto del equinoccio de primavera alrededor del siglo XXII a. C. Los antiguos egipcios pueden haber utilizado los nombres "Seguidores" y "Enéada" en los textos de pronóstico del Calendario de días afortunados y desafortunados del papiro Cairo 86637. [40] Algunos astrónomos griegos las consideraban una constelación distinta , y se mencionan en Los trabajos y los días de Hesíodo , [41] la Ilíada y la Odisea de Homero , [42] y la Geopónica . [43] Las Pléyades eran la "estrella" más conocida entre los árabes preislámicos y a menudo se las denominaba simplemente "la Estrella" ( an-Najm ; النجم ). [44] Algunos eruditos del Islam sugirieron que las Pléyades son la "estrella" mencionada en la Sura An-Najm ("La Estrella") en el Corán . [45]
En numerosos sellos cilíndricos de principios del primer milenio a. C., M45 está representado por siete puntas, mientras que los Siete Dioses aparecen, en bajorrelieves de palacios reales neoasirios, con largas túnicas abiertas y grandes tocados cilíndricos rematados por plumas cortas y adornados con tres filas frontales de cuernos y una corona de plumas, mientras llevan un hacha y un cuchillo, así como un arco y un carcaj. [46]
Como señaló el académico Stith Thompson , la constelación "casi siempre fue imaginada" como un grupo de siete hermanas, y sus mitos explican por qué solo hay seis. [47] Algunos científicos sugieren que estos pueden provenir de observaciones de cuando Pleione estaba más lejos de Atlas y era más visible como una estrella separada ya en el año 100.000 a. C. [48]
En Japón , el cúmulo se menciona con el nombre de Mutsuraboshi ("seis estrellas") en el Kojiki del siglo VIII . [49] El cúmulo ahora se conoce en Japón como Subaru. [50]
El nombre fue elegido por el del telescopio Subaru , el telescopio insignia de 8,2 metros (320 pulgadas) del Observatorio Astronómico Nacional de Japón , ubicado en el Observatorio Mauna Kea en la isla de Hawái . Tuvo el espejo primario monolítico más grande del mundo desde su puesta en servicio en 1998 hasta 2005. [51]
También fue elegido como marca de los automóviles Subaru para reflejar los orígenes de la empresa como la unión de cinco compañías, y está representado en el logotipo de seis estrellas de la empresa. [52]
Galileo Galilei fue el primer astrónomo que observó las Pléyades a través de un telescopio . [53] De esta manera descubrió que el cúmulo contiene muchas estrellas demasiado tenues para ser vistas a simple vista. Publicó sus observaciones, incluido un boceto de las Pléyades que muestra 36 estrellas, en su tratado Sidereus Nuncius en marzo de 1610.
Desde hace tiempo se sabe que las Pléyades son un grupo de estrellas relacionadas físicamente y no una alineación casual. John Michell calculó en 1767 que la probabilidad de una alineación casual de tantas estrellas brillantes era de sólo 1 en 500.000, y dedujo que las Pléyades y muchos otros cúmulos debían estar formados por estrellas relacionadas físicamente. [54] Cuando se estudiaron por primera vez los movimientos propios de las estrellas, se descubrió que todas se movían en la misma dirección a través del cielo, a la misma velocidad, lo que demostró aún más que estaban relacionadas.
Charles Messier midió la posición del cúmulo y lo incluyó como "M45" en su catálogo de objetos similares a cometas , publicado en 1771. Junto con la Nebulosa de Orión y el cúmulo de Praesepe , la inclusión de las Pléyades por parte de Messier ha sido señalada como curiosa, ya que la mayoría de los objetos de Messier eran mucho más débiles y más fáciles de confundir con cometas, algo que parece difícilmente posible para las Pléyades. Una posibilidad es que Messier simplemente quisiera tener un catálogo más grande que su rival científico Lacaille , cuyo catálogo de 1755 contenía 42 objetos, y por eso agregó algunos objetos brillantes y bien conocidos para aumentar el número de su lista. [55]
Edme-Sébastien Jeaurat dibujó en 1782 un mapa de 64 estrellas de las Pléyades a partir de sus observaciones de 1779, que publicó en 1786. [56] [57] [58]
La distancia a las Pléyades puede utilizarse como un primer paso clave para calibrar la escala de distancias cósmicas . Como el cúmulo está relativamente cerca de la Tierra, la distancia debería ser relativamente fácil de medir y se ha estimado mediante muchos métodos. El conocimiento preciso de la distancia permite a los astrónomos trazar un diagrama de Hertzsprung-Russell para el cúmulo, que, al compararlo con los trazados para cúmulos cuya distancia no se conoce, permite estimar sus distancias. Otros métodos pueden luego extender la escala de distancias desde cúmulos abiertos a galaxias y cúmulos de galaxias, y se puede construir una escala de distancias cósmicas. En última instancia, la comprensión de los astrónomos sobre la edad y la evolución futura del universo está influenciada por su conocimiento de la distancia a las Pléyades. Sin embargo, algunos autores sostienen que la controversia sobre la distancia a las Pléyades que se analiza a continuación es una pista falsa , ya que la escala de distancias cósmicas puede (actualmente) basarse en un conjunto de otros cúmulos cercanos en los que existe consenso respecto de las distancias establecidas por el satélite Hipparcos y medios independientes (por ejemplo, las Híades , el cúmulo de Coma Berenices , etc.). [3]
(haga clic para ver la guía)Las mediciones de la distancia han suscitado mucha controversia. Los resultados anteriores al lanzamiento del satélite Hipparcos generalmente indicaban que las Pléyades se encontraban a aproximadamente 135 parsecs (pc) de la Tierra. Los datos de Hipparcos arrojaron un resultado sorprendente, concretamente una distancia de solo 118 pc, midiendo la paralaje de las estrellas en el cúmulo, una técnica que debería producir los resultados más directos y precisos. Trabajos posteriores argumentaron de manera consistente que la medición de la distancia de Hipparcos para las Pléyades era errónea: [3] [4] [5] [59] [60] [61] En particular, las distancias derivadas al cúmulo mediante el telescopio espacial Hubble y el ajuste del diagrama de color-magnitud infrarrojo (el llamado " paralaje espectroscópico ") favorecen una distancia entre 135 y 140 pc; [3] [59] una distancia dinámica a partir de observaciones interferométricas ópticas del par interior de estrellas dentro de Atlas (una estrella triple brillante en las Pléyades) favorece una distancia de 133 a 137 pc. [61] Sin embargo, el autor del catálogo de paralajes de Hipparcos revisado de 2007-2009 reafirmó que la distancia a las Pléyades es de ~120 pc y cuestionó la evidencia disidente. [2] En 2012, Francis y Anderson [62] propusieron que un efecto sistemático en los errores de paralaje de Hipparcos para estrellas en cúmulos sesgaría el cálculo utilizando la media ponderada ; dieron una distancia de paralaje de Hipparcos de 126 pc y una distancia fotométrica de 132 pc basadas en estrellas en los grupos móviles AB Doradus , Tucana-Horologium y Beta Pictoris , que son todos similares en edad y composición a las Pléyades. Esos autores señalan que la diferencia entre estos resultados puede atribuirse a un error aleatorio. Resultados más recientes obtenidos con interferometría de línea de base muy larga (VLBI) (agosto de 2014) y soluciones preliminares obtenidas con Gaia Data Release 1 (septiembre de 2016) y Gaia Data Release 2 (agosto de 2018) determinan distancias de 136,2 ± 1,2 pc, [63] 134 ± 6 pc [64] y 136,2 ± 5,0 pc, [65] respectivamente. El equipo de Gaia Data Release 1 fue cauto con sus resultados y los autores de VLBI afirman "que la distancia medida por Hipparcos al cúmulo de las Pléyades es errónea".
La estimación más reciente de la distancia a las Pléyades basada en el Gaia Data Release 3 es135,74 ± 0,10 piezas . [66]
El radio del núcleo del cúmulo es de aproximadamente 8 años luz y el radio de marea es de aproximadamente 43 años luz. El cúmulo contiene más de 1.000 miembros confirmados estadísticamente, sin contar el número que se añadiría si todas las estrellas binarias pudieran resolverse. [68] Su luz está dominada por estrellas azules jóvenes y calientes , hasta 14 de las cuales pueden verse a simple vista, dependiendo de las condiciones de observación locales y la agudeza visual del observador. Las estrellas más brillantes forman una forma algo similar a la de la Osa Mayor y la Osa Menor . Se estima que la masa total contenida en el cúmulo es de aproximadamente 800 masas solares y está dominada por estrellas más débiles y rojas [ aclaración necesaria ] . [68] Una estimación de la frecuencia de estrellas binarias en las Pléyades es de aproximadamente el 57%. [69]
El cúmulo contiene muchas enanas marrones , como Teide 1. Se trata de objetos con menos de aproximadamente el 8% de la masa del Sol , insuficiente para que se inicien reacciones de fusión nuclear en sus núcleos y se conviertan en estrellas propiamente dichas. Pueden constituir hasta el 25% de la población total del cúmulo, aunque contribuyen con menos del 2% de la masa total. [70] Los astrónomos han hecho grandes esfuerzos para encontrar y analizar enanas marrones en las Pléyades y otros cúmulos jóvenes, porque todavía son relativamente brillantes y observables, mientras que las enanas marrones en cúmulos más antiguos se han desvanecido y son mucho más difíciles de estudiar.
Las estrellas más brillantes del cúmulo reciben el nombre de Siete Hermanas en la mitología griega primitiva : Estérope , Mérope , Electra , Maya , Taigeta , Celeno y Alción . Más tarde, se les asignaron padres, Pléyone y Atlas . [17] Como hijas de Atlas, las Híades eran hermanas de las Pléyades.
La siguiente tabla ofrece detalles de las estrellas más brillantes del cúmulo:
Las edades de los cúmulos estelares se pueden estimar comparando el diagrama de Hertzsprung-Russell del cúmulo con los modelos teóricos de evolución estelar . Utilizando esta técnica, se han estimado edades para las Pléyades de entre 75 y 150 millones de años. La amplia dispersión en las edades estimadas es resultado de las incertidumbres en los modelos de evolución estelar, que incluyen factores como el sobreimpulso convectivo , en el que una zona convectiva dentro de una estrella penetra en una zona que de otro modo no sería convectiva, lo que da como resultado edades aparentes más altas. [ cita requerida ]
Otra forma de estimar la edad del cúmulo es observando los objetos de menor masa. En las estrellas normales de la secuencia principal , el litio se destruye rápidamente en las reacciones de fusión nuclear . Sin embargo, las enanas marrones pueden retener su litio. Debido a la muy baja temperatura de ignición del litio de 2,5 × 10 6 K, las enanas marrones de mayor masa lo quemarán eventualmente, por lo que determinar la masa más alta de las enanas marrones que aún contienen litio en el cúmulo puede dar una idea de su edad. Aplicando esta técnica a las Pléyades se obtiene una edad de aproximadamente 115 millones de años. [72] [73]
El cúmulo se está moviendo lentamente en dirección a los pies de lo que actualmente es la constelación de Orión . Como la mayoría de los cúmulos abiertos, las Pléyades no permanecerán unidas gravitacionalmente para siempre. Algunas estrellas componentes serán expulsadas después de encuentros cercanos con otras estrellas; otras serán despojadas por campos gravitatorios de marea. Los cálculos sugieren que el cúmulo tardará aproximadamente 250 millones de años en dispersarse, debido a las interacciones gravitacionales con nubes moleculares gigantes y los brazos espirales de nuestra galaxia que aceleran su desaparición. [74]
Con telescopios amateurs de mayor tamaño, se puede ver fácilmente la nebulosidad que rodea a algunas de las estrellas, especialmente cuando se toman fotografías de larga exposición. En condiciones ideales de observación, se puede ver algún indicio de nebulosidad alrededor del cúmulo incluso con telescopios pequeños o binoculares promedio. Se trata de una nebulosa de reflexión , causada por el polvo que refleja la luz azul de las estrellas jóvenes y calientes.
Anteriormente se pensaba que el polvo era un remanente de la formación del cúmulo, pero a la edad de aproximadamente 100 millones de años generalmente aceptada para el cúmulo, casi todo el polvo originalmente presente se habría dispersado por la presión de la radiación . En cambio, parece que el cúmulo simplemente está pasando por una región particularmente polvorienta del medio interestelar . [11]
Los estudios muestran que el polvo responsable de la nebulosidad no está distribuido uniformemente, sino que se concentra principalmente en dos capas a lo largo de la línea de visión del cúmulo. Estas capas pueden haberse formado por la desaceleración debida a la presión de radiación a medida que el polvo se desplazaba hacia las estrellas. [75]
Analizando imágenes de infrarrojo profundo obtenidas por el telescopio espacial Spitzer y el telescopio Gemini Norte , los astrónomos descubrieron que una de las estrellas del cúmulo, HD 23514 , que tiene una masa y luminosidad un poco mayor que la del Sol, está rodeada por una cantidad extraordinaria de partículas de polvo caliente. Esto podría ser evidencia de la formación de planetas alrededor de HD 23514. [76]
