El trío de cúmulos estelares Nebulosa de Orión, Pléyades e Híades no se encuentran al azar en la misma región del espacio.
© Aladin sky atlas/CDS Strasbourg Observatory (France)La imagen muestra la constelación de Orión con el cúmulo de la Nebulosa de Orión como "estrella" central en la espada de Orión, las Pléyades y las Híades. Los tres cúmulos abiertos están resaltados por grandes círculos amarillos.
Cuando las estrellas centellean en el cielo nocturno, se pueden ver a simple vista las Siete Hermanas (Pléyades) y las Híades una al lado de la otra, no muy lejos de la "estrella" central de la Espada de Orión. En realidad no se trata de una estrella, sino del Cúmulo de la Nebulosa de Orión, y por tanto el tercero de un grupo de cúmulos estelares.
Sin embargo, los cúmulos de este trío tienen diferentes edades y se encuentran a distintas distancias de la Tierra. El Cúmulo de la Nebulosa de Orión es una de las regiones de formación estelar más jóvenes y activas de la Vía Láctea, con sólo 2,5 millones de años y a unos 1.350 años luz de distancia. Contiene miles de estrellas jóvenes rodeadas por la nube residual de gas de la que se formaron. En cambio, las Pléyades, también conocidas como las Siete Hermanas, tienen unos 100 millones de años y sus estrellas están mucho más dispersas, mientras que las Híades tienen unos 700 millones de años y contienen menos estrellas pero aún más dispersas.
Bebé, adolescente y anciano
"Nuestros cálculos de dinámica estelar de alta precisión han demostrado ahora que los tres cúmulos estelares se originaron a partir del mismo predecesor", afirma el Prof. Dr. Pavel Kroupa, del Instituto Helmholtz de Radiación y Física Nuclear de la Universidad de Bonn, coautor de la publicación. La nebulosa de Orión, las Pléyades y las Híades son como tres fotos diferentes de la misma persona. Estas tres fotos muestran a esta entidad en diferentes edades: como bebé, adolescente y anciano.
Es un poco como si la misma persona naciera una y otra vez. "De esto podemos aprender que los cúmulos estelares abiertos parecen tener un modo preferido de formación de estrellas", afirma Kroupa, que también es miembro de las áreas de investigación transdisciplinar "Modelado" y "Materia" de la Universidad de Bonn. ¿Significa esto que diferentes nubes moleculares forman cúmulos estelares muy similares? "Parece que existe un entorno físico preferido en el que se forman las estrellas cuando evolucionan dentro de estas nubes", afirma el astrofísico.
¿Cómo evoluciona un cúmulo estelar joven y denso como el Cúmulo de la Nebulosa de Orión hasta convertirse en algo parecido a las Pléyades a lo largo de cientos de millones de años y, finalmente, madurar hasta convertirse en algo parecido a las Híades? Los investigadores dirigidos por el Dr. Ghasem Safaei, del IASBS (Instituto de Estudios Avanzados en Ciencias Básicas) de Zanyán (Irán), están modelando este ciclo vital con ayuda de potentes simulaciones informáticas.
Los cálculos coinciden con las características observadas
Gracias a estas simulaciones, que incluyen cálculos precisos de las fuerzas variables entre las estrellas, los investigadores pueden seguir el ciclo vital de un cúmulo estelar desde su formación temprana en un entorno rico en gas hasta su expansión y envejecimiento gradual, cuando pierde gas y estrellas en su entorno. Los resultados coinciden muy bien con características ya observadas, como tamaño, masa y estructura del cúmulo de la nebulosa de Orión, Pléyades e Híades en distintas fases de sus vidas.
"Esta investigación demuestra que es totalmente plausible que cúmulos estelares como el de la Nebulosa de Orión sigan una trayectoria de desarrollo que los transforme en sistemas como las Pléyades y, más tarde, las Híades", afirma el profesor Hosein Haghi, del IASBS, que actualmente lleva a cabo su investigación en la Universidad de Bonn.
El equipo ha simulado su desarrollo a lo largo de un periodo de 800 millones de años, partiendo de un estado inicial basado en las últimas características observadas de los cúmulos estelares jóvenes, como su tamaño compacto, su elevada densidad de masa y la abundancia de estrellas dobles. "Los resultados muestran que cúmulos como el de la nebulosa de Orión pueden perder hasta el 85 por ciento de sus estrellas y, sin embargo, conservar una estructura coherente similar a la de Híades, tras haber pasado por una etapa intermedia similar a la de Pléyades", explica Ghasem Safaei.
Curiosamente, estos tres cúmulos estelares — el cúmulo de la nebulosa de Orión, las Pléyades y las Híades — se encuentran en la misma región del cielo nocturno. Este hecho ha fascinado a los astrónomos durante mucho tiempo. El equipo de investigadores sospecha que se trata de algo más que una simple coincidencia y que podría estar relacionado con el modo en que los cúmulos estelares se forman y desarrollan en la galaxia.
Un delicado equilibrio
El profesor Akram Hasani Zonoozi, uno de los coautores del estudio, añade: "Esta investigación nos permite comprender mejor cómo se forman y desarrollan los cúmulos estelares e ilustra el delicado equilibrio entre la dinámica interna y las fuerzas externas, como la atracción gravitatoria de la Vía Láctea". La profesora Hasani procede del IASBS y actualmente lleva a cabo su investigación en la Universidad de Bonn con financiación de la Fundación Humboldt.
Esta investigación no sólo arroja más luz sobre el ciclo vital de los cúmulos estelares. Los investigadores también han demostrado lo bien que pueden combinarse las modernas simulaciones teóricas con las observaciones reales. Ello abrirá nuevas posibilidades para comprender los orígenes de otros cúmulos estelares y perfeccionar los modelos que muestran cómo las estrellas y sus entornos afines se desarrollan a lo largo del tiempo.
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