En nuestro Universo en rápida expansión, la vida de las estrellas sigue caminos familiares: queman hidrógeno, luego helio, luego aumentan de tamaño hasta agotar su combustible nuclear y colapsan, incapaces de resistir la fuerza de la gravedad.
Sin embargo, algunas estrellas en la región más interna de nuestra Vía Láctea, cerca del centro galáctico, pueden estar forjando su propio camino evolutivo, exhibiendo propiedades extrañas que no se ajustan a la imagen estándar de la evolución estelar.
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Un nuevo estudio sugiere que estas anomalías pueden ser causadas principalmente por la materia oscura y no por la fusión nuclear, y que esta materia oscura “repone” las estrellas y las hace prácticamente inmortales.
Utilizando un modelo informático de evolución estelar, investigadores de la Universidad de Estocolmo en Suecia y la Universidad de Stanford en California simularon la población de estrellas que orbitan el centro galáctico de la Vía Láctea, comparando cómo evolucionaron con y sin la contribución de materia oscura.
Su modelo predice la existencia de una nueva clase de estrellas pesadas que mantienen su “combustión” no sólo mediante la fusión de núcleos atómicos, sino también mediante la aniquilación de un suministro “prácticamente infinito” de partículas de materia oscura que chocan con la antimateria.
Esta exótica reacción, que libera una masa de fotones y electrones, puede crear suficiente presión para evitar que una estrella colapse, potencialmente 100 veces más que la vida útil de una estrella más típica, haciéndola prácticamente inmortal.
“En la galaxia interior, la densidad de la materia oscura es lo suficientemente alta como para que su aniquilación reemplace sustancialmente la fusión nuclear como fuente de energía estelar, permitiendo que las estrellas permanezcan siempre jóvenes a pesar de su avanzada edad”, dijo Isabelle John, estudiante de posgrado en astrofísica de la La Universidad de Estocolmo y sus colegas escriben en su trabajo.
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El centro galáctico de la Vía Láctea es extremadamente brillante, lo que dificulta la obtención de imágenes de la región, y las estrellas allí parecen más jóvenes de lo que sugerirían sus características espectroscópicas. Esto indica que se formaron localmente en lugar de ser capturados por la gravedad del centro de la Vía Láctea. Sin embargo, los modelos actuales de formación estelar sugieren que las estrellas no pueden fusionarse a menos de un tercio de año luz del agujero negro central.
También hay pocas estrellas viejas cerca del centro de la galaxia, y la población estelar se compone de más estrellas de gran masa que las regiones exteriores de la galaxia. Estas estrellas interiores también se mueven inusualmente rápido alrededor del centro galáctico, presentando otro misterio para los astrofísicos.
John y sus colegas sugieren que la explicación puede estar en la materia oscura. La materia oscura es una de las sustancias más esquivas del Universo, no detectada directamente pero se cree que produce el exceso de gravedad necesario para mantener unidas las galaxias que se mueven rápidamente.
Al incorporar la influencia de la materia oscura en sus modelos de evolución estelar, John y sus colegas predicen que puede existir una nueva clase de estrellas cerca del centro galáctico con “diferencias sorprendentes” que las sitúan más allá de las estrellas de la secuencia principal. Las estrellas de secuencia principal son el tipo de estrella más común en el Universo.
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El modelado de John y sus colegas sugiere que tal vez sea necesario agregar una nueva rama al diagrama de Hertzsprung-Russell, que traza las trayectorias de vida de las estrellas en función de sus masas iniciales, brillos y temperaturas: estrellas con masas más altas (al menos cinco veces más más masivas que nuestro Sol), que acumulan materia oscura a partir de un suministro prácticamente infinito y arden a temperaturas más bajas, tienen el mismo brillo que las estrellas de la secuencia principal.
“La densidad de materia oscura en estas estrellas se renueva constantemente, lo que les confiere ‘inmortalidad’ y es responsable de muchas anomalías observadas”, escribe el equipo. Aunque sus simulaciones sugieren el surgimiento de una nueva población de estrellas que podrían ser objetivo de los telescopios en busca de signos de materia oscura, el brillo del centro galáctico las haría difíciles de observar.
“Hasta la fecha, el número de estrellas conocidas en la región interior de la Vía Láctea es limitado y se necesitan más observaciones de estrellas para detectar de forma fiable la influencia de la materia oscura”, señala el equipo.
Otro estudio publicado a principios de este año ofreció una explicación alternativa de por qué las estrellas cercanas al centro de nuestra galaxia parecen tan jóvenes, sugiriendo que no se “rejuvenecen” a partir de la materia oscura, sino del hidrógeno que absorben de sus vecinas.
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