Una rezagada azul es un tipo de estrella más luminosa y más azul de lo esperado. Normalmente identificadas en un cúmulo estelar , tienen una temperatura efectiva más alta que el punto de desvío de la secuencia principal del cúmulo, donde las estrellas ordinarias comienzan a evolucionar hacia la rama de gigante roja . Las rezagadas azules fueron descubiertas por primera vez por Allan Sandage en 1953 mientras realizaba fotometría de las estrellas en el cúmulo globular M3 . [1] [2]
Las teorías estándar de la evolución estelar sostienen que la posición de una estrella en el diagrama de Hertzsprung-Russell debería estar determinada casi en su totalidad por la masa inicial de la estrella y su edad. En un cúmulo, todas las estrellas se formaron aproximadamente al mismo tiempo y, por lo tanto, en un diagrama H-R para un cúmulo, todas las estrellas deben estar a lo largo de una curva claramente definida establecida por la edad del cúmulo, con las posiciones de las estrellas individuales en esa curva. curva determinada únicamente por su masa inicial . Con masas dos o tres veces mayores que las del resto de las estrellas del cúmulo de la secuencia principal, las rezagadas azules parecen ser excepciones a esta regla. [3] La resolución de este problema probablemente esté relacionada con las interacciones entre dos o más estrellas en los densos confines de los cúmulos en los que se encuentran las estrellas rezagadas azules. Los rezagados azules también se encuentran entre las estrellas de campo, aunque su detección es más difícil de desenredar de las auténticas estrellas masivas de la secuencia principal. Sin embargo, se pueden identificar rezagados de campo azul en el halo galáctico, ya que todas las estrellas supervivientes de la secuencia principal son de baja masa. [4]
Se han propuesto varias explicaciones para explicar la existencia de rezagados azules. La más simple es que las estrellas rezagadas azules se formaron más tarde que el resto de las estrellas del cúmulo, pero la evidencia de esto es limitada. [6] Otra propuesta simple es que las rezagadas azules son estrellas de campo que en realidad no son miembros de los cúmulos a los que parecen pertenecer, o son estrellas de campo que fueron capturadas por el cúmulo. Esto también parece improbable, ya que los rezagados azules a menudo residen en el centro mismo de los grupos a los que pertenecen. La explicación más probable es que los rezagados azules son el resultado de estrellas que se acercan demasiado a otra estrella u objeto de masa similar y chocan . [7] La estrella recién formada tiene, por tanto, una masa mayor y ocupa una posición en el diagrama HR que estaría poblada por estrellas genuinamente jóvenes.
Las dos explicaciones más viables propuestas para la existencia de rezagados azules implican interacciones entre los miembros del grupo. Una explicación es que se trate de estrellas binarias actuales o anteriores que están en proceso de fusionarse o ya lo han hecho. La fusión de dos estrellas crearía una estrella más masiva, potencialmente con una masa mayor que la de las estrellas en el punto de desvío de la secuencia principal . Mientras que una estrella nacida con una masa mayor que la de las estrellas en el punto de inflexión evolucionaría rápidamente fuera de la secuencia principal, los componentes que forman una estrella más masiva (mediante fusión) retrasarían tal cambio. Hay pruebas a favor de esta opinión, en particular que los rezagados azules parecen ser mucho más comunes en regiones densas de cúmulos, especialmente en los núcleos de los cúmulos globulares . Dado que hay más estrellas por unidad de volumen, las colisiones y encuentros cercanos son mucho más probables en cúmulos que entre estrellas de campo y los cálculos del número esperado de colisiones son consistentes con el número observado de rezagados azules. [7]
Una forma de probar esta hipótesis es estudiar las pulsaciones de variables rezagadas azules. Las propiedades astrosismológicas de las estrellas fusionadas pueden ser considerablemente diferentes de las de las variables pulsantes típicas de masa y luminosidad similares. Sin embargo, la medición de pulsaciones es muy difícil, dada la escasez de estrellas rezagadas azules variables, las pequeñas amplitudes fotométricas de sus pulsaciones y los campos abarrotados en los que a menudo se encuentran estas estrellas. Se ha observado que algunos rezagados azules giran rápidamente, y se ha observado que un ejemplo en 47 Tucanae gira 75 veces más rápido que el Sol , lo que es consistente con una formación por colisión. [9]
La otra explicación se basa en la transferencia de masa entre dos estrellas nacidas en un sistema estelar binario . La más masiva de las dos estrellas del sistema evolucionará primero y, a medida que se expanda, desbordará su lóbulo de Roche . La masa se transferirá rápidamente de la compañera inicialmente más masiva a la menos masiva y, al igual que la hipótesis de la colisión, explicaría por qué habría estrellas de la secuencia principal más masivas que otras estrellas en el cúmulo que ya han evolucionado a partir de la secuencia principal. [10] Las observaciones de los rezagados azules han encontrado que algunos tienen significativamente menos carbono y oxígeno en sus fotosferas de lo típico, lo que es evidencia de que su material exterior ha sido desenterrado del interior de un compañero. [11] [12]
En general, existe evidencia a favor tanto de las colisiones como de la transferencia de masa entre estrellas binarias. [13] En M3 , 47 Tucanae y NGC 6752 , ambos mecanismos parecen estar funcionando, con rezagados azules de colisión ocupando los núcleos del cúmulo y rezagados azules de transferencia de masa en las afueras. [14] El descubrimiento de compañeras enanas blancas de baja masa alrededor de dos rezagadas azules en el campo de Kepler sugiere que estas dos rezagadas azules ganaron masa a través de una transferencia de masa estable. [15]
Los rezagados azules también se encuentran entre las estrellas de campo, como resultado de una estrecha interacción binaria. Dado que la fracción de binarias cercanas aumenta con la disminución de la metalicidad, es cada vez más probable que se encuentren rezagados azules en poblaciones estelares pobres en metales. Sin embargo, la identificación de estrellas azules rezagadas entre las estrellas de campo es más difícil que en los cúmulos estelares, debido a la combinación de edades estelares y metalicidades entre las estrellas de campo. Sin embargo, los rezagados del campo azul se pueden identificar entre poblaciones estelares antiguas, como el halo galáctico o galaxias enanas. [4]
Las "rezagadas amarillas" o "rezagadas rojas" son estrellas con colores entre el desvío y la rama gigante roja, pero más brillantes que la rama subgigante . Este tipo de estrellas se han identificado en cúmulos estelares abiertos y globulares. Estas estrellas pueden ser antiguas estrellas azules rezagadas que ahora están evolucionando hacia la rama gigante. [dieciséis]
