Las misteriosas estrellas superveloces que vagan por el espacio

Un agujero negro rodeado de estrellas en el espacio Derechos de autor de la imagen THINKSTOCK
Image caption Sólo un fenómeno ligado con agujeros negros podría explicar la enorme velocidad que alcanzan estas estrellas tan especiales.

La quietud del cielo nocturno es engañosa.

Debido a la inmensidad del espacio las estrellas parecen inmóviles objetos celestes.

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Pero en realidad cruzan el cosmos sin descanso, algunas de ellas a una velocidad increíble: a miles, incluso decenas de miles de kilómetros por segundo.

Es una velocidad 100.000 veces superior a la del tren más rápido.

Y 100.000 veces mayor que el del cohete más veloz que se haya lanzado al espacio jamás.

A esa velocidad una estrella puede dar unas cuantas vueltas alrededor de la Tierra en el tiempo en el que te pones los calcetines.

Algunos astrofísicos han sugerido que, en principio, estos astros podrían desplazarse a una velocidad mayor, incluso más rápido que la luz.

Además, de acuerdo a un análisis basado en los datos recopilados por el telescopio Kepler de la NASA, las estrellas podrían hasta albergar planetas.

Y esto dio lugar a especular sobre que podrían servir de transporte intergaláctico para vida extraterrestre.

Eso sí, lo que no tiene nada de especulativo es el hecho de que las estrellas trascenden los límites de la Vía Láctea.

Image caption ¿Pueden los extraterrestres navegar el Universo a bordo de estrellas hiperveloces?

Sin embargo, estas estrellas hiperveloces, tal como se las conoce, eran desconocidas hasta hace 10 años.

A día de hoy los astrónomos identificaron, como mucho, a dos decenas de estrellas que salieron de nuestra galaxia.

Pero siguen buscando.

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Alrededor de agujeros negros

Las hiperveloces son un puñado de estrellas que giran alrededor de enormes agujeros negros en el centro de la galaxia.

La más rápida alcanza una velocidad de 12.000 kilómetros por segundo.

Pero el agujero negro pesa como cuatro millones de soles, por lo que esa velocidad no es suficiente para escapar de su campo gravitatorio.

Aun así, en algún momento consiguen vencerlo y salir de la galaxia.

En 1988 el astrofísico Jack Hill, del Laboratorio Nacional Los Álamos de Estados Unidos, describió un hipotético encuentro entre un enorme agujero negro y un sistema binario de estrellas; esto es, dos estrellas que orbitaban una alrededor de la otra.

El experto se dio cuenta que cuando las estrellas se acercaban demasiado la una a la otra, una de ellas salía disparada a una velocidad de miles de kilómetros por hora.

Image caption Las hiperveloces son muy difíciles de "capturar" en su trayecto por el infinito.

Y que el agujero negro mantenía a la otra orbitando a una distancia relativamente corta.

Así que llamó a la estrella "exiliada", estrella hiperveloz.

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Cómo avistar una estrella súper rápida

Pero a pesar de sus argumentos, durante años nadie le prestó demasiada atención a la idea.

Después de todo, nadie había visto nunca a una estrella escapar de la galaxia.

Más de dos décadas después, un astrónomo llamado Warren Brown investigaba un tipo específico de estrella, brillante y azul, en la Vía Láctea.

Su plan era seguir sus movimientos y medir la influencia gravitacional de la galaxia sobre ellas para poder medir la masa de la Vía Láctea.

Pero en vez de eso descubrió que ese tipo de estrella en particular se movía muy rápido.

Demasiado rápido, le pareció.

Y es que se alejaba de la galaxia a una velocidad de 853 kilómetros por segundo, a más de tres millones de kilómetros por hora.

Image caption Zeta Ophiuchi, una estrella que se escapó por el espacio.

"Su velocidad no se parecía a la de nada que hubiera visto antes", dice Brown, quien trabaja en el Centro de Astrofísica de Harvard-Smithsonian (CfA, por sus siglas en inglés), de EE.UU.

Fue entonces cuando decidió comparar su descubrimiento con el estudio de Hill.

Y allí encontró la explicación perfecta.

La más "rara"

Animados por el hallazgo, Brown y otros astrónomos se pusieron como objetivo descubrir más estrellas extraordinariamente rápidas.

Para asegurarse de que salen de la galaxia, deben adivinar su trayectoria y la velocidad con la que cruzan el cielo.

Sólo así podrán medir su velocidad con precisión.

Afortunadamente, eso es lo que hace la nave Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés) desde 2013.

Estas estrellas nacen en el centro de la galaxia y son expulsadas al exterior, por lo que su velocidad y propiedades ofrecen una visión única del entorno cercano a un agujero negro.

La mayoría de las estrellas hiperveloces parecen provenir del centro de la galaxia, pero no siempre es así.

De hecho, la más rápida, un objeto celeste llamado US 708 que se mueve a 1.200 kilómetros por segundo (más de 4 millones de kilómetros por hora), tiene un origen completamente diferente.

Image caption Los agujeros negros pueden atraer estrellas.

"Y eso es raro", señala Brown.

Cuando un grupo de astrónomos la descubrió en 2005, estableció su velocidad en 750 kilómetros por segundo.

Pero no fue hasta este año cuando un equipo liderado por Stephan Geier, del Observatorio del Sur de Europa de Alemania, se dio cuenta que la estrella era mucho más rápida.

Y aunque no están seguros aún, los astrónomos creen que fue una gran explosión la que la catapultó.

Muy cerca y muy veloces

La primera pista que los llevó a esa conclusión es que la US 708 es una subenana caliente, un astro llamado gigante rojo que perdió sus capas exteriores de hidrógeno(y por tanto su masa) antes de que en su núcleo comenzara la fusión del helio.

Sin embargo, en hubo un tiempo en el que era una estrella normal.

De acuerdo a la hipótesis de los astrónomos, conformaba un sistema binario con una enana blanca, un objeto celeste caliente y denso, un remanente de una estrella similar al sol.

Ambas dibujaban una órbita pequeña y a medida que envejecía, el US 708 se convirtió en un gigante rojo y envolvió a su compañera.

Image caption Dos estrellas se pueden orbitar la una a la otra, girando como patinadores a gran velocidad.

Mientras, la enana blanca siguió orbitando y con ello despojó al gigante rojo de sus capas exteriores.

Así, al US 708 solo le quedó el núcleo ardiente, convirtiéndose en una subenana.

Después, en su movimiento conjunto ambos objetos perdieron masa, al emitir ondas gravitacionales, ondulaciones en el espacio-tiempo del universo.

Y en un momento dado se acercaron tanto, que la subenana comenzó a derramar helio sobre la enana blanca.

Esta última acumuló tanto gas que albergó una fusión nuclear, lo que terminó destruyéndola.

Pero antes de la explosión, ambas estrellas habían estado orbitando una alrededor de la otra extremadamente rápido.

Así que cuando la enana blanca estalló y ya no había nada que retuviera al US 708, ésta se vio de repente expulsada.

Se podría comparar con dos patinadores que giran juntos, uno agarrado de los brazos del otro.

Cuando uno se suelta el otro sale disparado.

Súper velocistas

El US 708 es la estrella a la que más rápido se vio salir de la galaxia.

Pero los expertos aseguran que no pudo alcanzar una velocidad mayor.

Al orbitar tan de cerca alrededor de su compañera, ya había logrado su velocidad máxima, dicen.

Y esto pone una pregunta sobre la mesa: ¿Si no es por una explosión, cómo puede acelerarse una estrella aún más?

La respuesta es: gracias a los agujeros negros.

Al menos es lo que dicen los astrofísicos Avi Loeb y James Guillochon, del Centro de Astrofísica de Harvard-Smithsonian.

Image caption Una estrella que sale despedida al cosmos.

Pero no bastaría con un agujero negro. Se necesitarían dos.

Si una estrella conformara un sistema con dos agujeros negros millones de veces más grandes que el sol, esta interacción expulsaría al astro a una velocidad diez veces mayor que la alcanzada por cualquier hiperveloz.

De un extremo a otro

Y este fenómeno podría ser relativamente frecuente.

Casi todas las galaxias, incluida la Vía Láctea, tienen un enorme agujero negro en su centro.

Y debido a la fuerza gravitatoria, las galaxias tienden a acercarse y las colisiones son comunes.

Cuando chocan, en algunos casos los dos agujeros negros suelen fusionarse.

Y las estrellas que pasan junto a estos o caen dentro, o son expulsadas y alcanzan una velocidad similar a las hiperveloces convencionales.

Pero cerca de un 1% de ellas podrían sobrepasar los 10.000 kilómetros por segundo, alcanzando incluso los 100.000 kilómetros por segundo, un tercio de la velocidad de la luz.

"Realmente no existe otra manera de acelerar las estrellas hasta alcanzar esa velocidad", dice Guillochon.

"Básicamente, estas estrellas viajan de un extremo del universo al otro", añade.

Y es eso lo que las hace tan útiles para la ciencia.

Al combinar la edad de estos astros con su velocidad, los astrónomos pueden calcular la distancia que hicieron.

Es una nueva manera de medir las distancias cósmicas.

¿Autobús interestelar?

Estas estrellas súper veloces también actuarían como faros y señalarían la fusión de dos enormes agujeros negros.

Image caption Hay un agujero negro en el centro de la Vía Láctea.

Así, los astrónomos podrían hacer el seguimiento con el satélite ELISA de ESA, cuando se lance al espacio en 2028, y detectar las ondas gravitacionales que se producen en estas violentas colisiones.

Los expertos señalan también la posible capacidad de estas estrellas de transportar otros cuerpos celestes.

Así, si un planeta girara alrededor de una de estas estrellas súper veloces y la órbita fuera suficientemente pequeña, como la que dibuja la Tierra en torno al Sol, ésta podría sobrevivir a una expulsión de la galaxia.

Aunque teniendo en cuenta lo duras que son las condiciones alrededor de un agujero negro, difícilmente podría existir vida en ella, aclara Guillonchon.

Pero si esto fuera posible, estas estrellas podrían ser para la vida extraterrestre una forma de expandirse de galaxia en galaxia.

No necesitaría sofisticadas naves espaciales.

Por supuesto, este escenario es más bien de ciencia ficción.

Pero es algo en lo que meditar la próxima vez que mires al cielo para observar las estrellas, aparentemente tan quietas.

Lee la nota original en inglés en BBC Earth

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