Frances Physics: Arcturus, la estrella que vino de otra galaxia

Arcturus o Arturo, es una estrella de primera magnitud visible en el hemisferio norte, la más brillante de la constelación del Boyero (Bootes en inglés). Dista casi 37 años luz de la Tierra, por lo tanto, se puede considerar una estrella vecina.

Al ser tan llamativa, muchas historias y leyendas se han tejido alrededor de esta luminaria. Muchas personas aseguran que la Tierra es visitada por extraterrestres que provienen de Arturo, o de algún hipotético sistema planetario que orbite a esta estrella gigante y extremadamente luminosa.

Pero, hasta la fecha, no se tiene noticia de que Arturo tenga un sistema planetario propio, aunque algunos han sugerido que sí tiene, al menos, un compañero estelar, formando un sistema binario. Tales sistemas no son raros, sin embargo, no hay nada concluyente al respecto en lo que se refiere a Arcturus.

Arcturus se encuentra en la constelación boreal del Boyero.

Aparte de ser una estrella gigante de gran magnitud, acerca de Arturo ha sido propuesta una hipótesis bastante intrigante: esta estrella, mayor que el Sol, no se formó en el lugar donde se la ve actualmente, sino en otra galaxia.

¿Cómo es posible que Arturo llegara hasta aquí? Pues a causa de la gravedad, la misma fuerza que nos mantiene con los pies en la tierra.

La corriente estelar de Arturo

Bueno, para comenzar, Arturo no habría venido sola, sino en un grupo de unas 53 estrellas, conocidas como ‘El Grupo de Arturo’ o ‘La corriente estelar de Arturo’. La mayoría de las estrellas que conforma el grupo, excepto Arcturus, no son visibles a simple vista y puede que el grupo tenga más estrellas.

Los astrónomos han encontrado que las estrellas de la corriente estelar de Arturo son viejas, poseen alta velocidad y bajo momento angular.

Una manera en que los astrónomos pueden inferir la edad de las estrellas es por su metalicidad. Aquí es conveniente aclarar que para los astrónomos y astrofísicos, cualquier elemento es un metal, con la excepción del hidrógeno y el helio.

Tras el big bang, el primer elemento que se formó obviamente tenía que ser el hidrógeno, cuyo átomo es el más sencillo (un protón y un electrón). Luego le siguió el helio, un poco más complejo.

Las primeras estrellas, o estrellas de primera generación, estaban hechas de hidrógeno y helio, ya que los elementos más pesados, hasta el hierro, se formaron paulatinamente en su interior, mediante un proceso llamado nucleosíntesis estelar.

Cuando la gran mayoría de estas estrellas viejas terminaron su ciclo como supernovas, la materia de la que estaban hechas se recicló, dando lugar a nuevas estrellas con trazas de estos elementos más pesados. Todas las estrellas que se conocen tienen algún grado de metalicidad.

La metalicidad de Arturo es menor que la del Sol, y dado que ha avanzado hacia la etapa de gigante naranja, cabe suponer que no es una estrella joven.

Pero en la Vía Láctea hay estrellas de todas las edades, aunque las más jóvenes tienden a encontrarse en los brazos espirales.

Colisiones galácticas

Los científicos creen que Arturo y sus compañeras de grupo se formaron en otra galaxia menor, probablemente una galaxia enana, la cual fue capturada en tiempos remotos y eventualmente engullida por la poderosa gravedad de la Vía Láctea, que absorbió todas sus estrellas.

Las colisiones entre galaxias no son infrecuentes y no tienen que ser eventos catastróficos, puesto que las distancias interestelares son enormes comparadas con el tamaño de las estrellas. Probablemente estas nunca lleguen a chocar entre sí, o de producirse una colisión, sería un evento poco probable.

Galaxias de la Antena. Fuente: ESA-Hubble

El telescopio espacial Hubble ha capturado muchas galaxias en colisión, así como galaxias tan cercanas una de la otra, que la interacción gravitatoria entre ellas es evidente. Por ejemplo, las galaxias de ‘Los Ratones’ en la constelación de Coma Berenice. Este par está a unos 300 millones de años luz de la Vía Láctea y la gravedad ha ocasionado que se formen las colas que le dan su nombre a la estructura.

Galaxias de los Ratones. Fuente: Wikimedia Commons.

De hecho, las simulaciones predicen que la Vía Láctea colisionará en un futuro lejano con la galaxia Andrómeda. Un estudio de la NASA sugiere que esta monumental colisión ya ha comenzado, puesto que los halos de ambas galaxias están en contacto, a pesar de los 2537 millones de años luz que las separan.

Entonces es posible que, dentro de millones de años, los habitantes de alguna otra galaxia distante, podrán ver a la Vía Láctea y a Andrómeda, tal como el Hubble nos ofrece las imágenes de las galaxias de Los Ratones.

Pero de hecho, hay una colisión en curso actualmente, y es que la Vía Láctea se está tragando a sus dos pequeñas vecinas, las Nubes de Magallanes, dos galaxias enanas de forma irregular, visibles en la constelación austral de Crux.

Pistas sobre el origen extragaláctico de Arcturus

El movimiento de Arturo y sus compañeras de grupo es distinto al de la mayoría de las estrellas de la Vía Láctea. Arcturus tiene una elevada velocidad propia y no se mueve sobre el vasto plano galáctico, un indicio a favor de la hipótesis de que no se formó en este vecindario galáctico.

Hace unos 8000 o 10.000 millones de años, la Vía Láctea se comió, por así decirlo, a una galaxia enana que ha sido bautizada con el nombre ‘Pontus’. No es extraño que una galaxia más grande atrape, gravitacionalmente hablando, a otra más pequeña.

Para aquel entonces, la Vía Láctea era una galaxia joven, pues su edad se estima entre 13.600 y 10.000 millones de años.

No hay forma de asegurar si Arcturus se formó originalmente en Pontus, ya que los astrónomos piensan que hubo, al menos, una media docena de eventos de colisión de la Vía Láctea con otras galaxias enanas, todos los cuales contribuyeron a darle a nuestra galaxia, la majestuosa forma en espiral barrada que tiene hoy.

Pero sí estiman que la edad de la corriente estelar de Arcturus tiene más o menos unos 10.000 millones de años, aunque la misma Arcturus puede tener entre 8000 -7000 millones de años. Es mayor que el Sol, cuya edad se estima en 5000 millones de años.

Los datos de estas presuntas colisiones galácticas de la Vía Láctea provienen del telescopio espacial Gaia, lanzado por la Agencia Espacial Europea en 2014, y que ha llevado a cabo un mapeo detallado de la Vía Láctea.

Este telescopio se ha ocupado de medir posiciones y trayectorias de millones de estrellas en la Vía Láctea, que han permitido estudiar la evolución de la galaxia, a través de simulaciones por computadora.

¿Cómo es Arcturus?

Si Arcturus tiene o no un origen extragláctico, es un hecho que no está confirmado por el momento. Se trata de una hipótesis surgida del análisis de nuevos datos, cuya precisión seguramente va a mejorar con el tiempo.

En cualquier caso, esta luminaria que ha fascinado a la humanidad desde sus albores, tiene muchas características que la hacen única:

1.- Arcturus es la cuarta estrella más brillante del cielo nocturno, después de Sirio, Canopus y Alfa Centauri. Junto a las estrellas Spica y Régulus forma el asterismo llamado ‘El Triángulo de la Primavera’, ya que es durante esta estación boreal que Arcturus comienza a asomar en el este durante el atardecer, luego es visible en cielo nocturno durante el verano hasta entrado el otoño. O bien desde fines de otoño hasta comienzos de primavera en el hemisferio sur, pues la estrella también es visible desde estas latitudes.

2.- La temperatura de Arcturus es menor que la del Sol, pero es unas 100 veces más luminosa que este.

Tamaño comparatiivo entre Arcturus y el Sol. Fuente: Wikimedia Commons.

3.- Arcturus es también una estrella mucho más evolucionada que el Sol, pues ya ha pasado la fase en que su combustible nuclear era hidrógeno y ha pasado a utilizar otro combustible, helio o tal vez carbono. Bajo tales circunstancias, la estrella hincha sus capas y aumenta considerablemente de tamaño. Es por ello que, aunque Arcturus tiene 1.08 veces la masa del Sol, su radio es 25.4 veces el del astro rey.

4.- Arcturus tiene un elevado movimiento propio, de 2.28 segundos de arco/año (“/año). El movimiento propio de una estrella es el que tiene sobre el plano de la esfera celeste, que es una esfera imaginaria de radio arbitrario y centro en el observador. En otras palabras, el movimiento propio es perpendicular a la línea visual.

Vistas desde la Tierra, las posiciones relativas entre las estrellas conforman las constelaciones, pero como ya sabemos, las estrellas de una constelación no necesariamente están relacionadas entre sí, y ni siquiera tienen que ser muy cercanas.

Entonces, aunque nos parezca que las estrellas están fijas a causa de las enormes distancias, en realidad van cambiado de lugar en el cielo muy lentamente.

Por este motivo, las constelaciones que ahora vemos, no siempre fueron así en el pasado, ni lo serán en el futuro. Naturalmente, cuanto más cerca esté una estrella de nosotros, mayor será su movimiento propio, pero esto también depende de factores intrínsecos a la propia estrella.

Edmund Halley fue el primero en darse cuenta de esto en 1718, al comparar la posición de Arturo, Procyon y Sirio, con la reportada por observadores de la antigua Grecia. Actualmente, el movimiento propio de Arturo la está acercando al sistema solar, pero luego de un acercamiento máximo, terminará por alejarse.

5.- Arcturo ya no se encuentra en la secuencia principal, lo que equivale a decir que ya no fusiona hidrógeno en su núcleo. Ahora tiene un volumen mayor que el Sol, pero seguirá aumentando con el tiempo, hasta volverse una gigante roja.

6.- Cuando Arcturus consuma el carbono que quede en su núcleo, se deshará de sus capas más externas, expulsándolas al espacio. El remanente será el núcleo desnudo, conocido como enana blanca, cuyo destino será enfriarse lentamente durante eones. Es el mismo destino que le espera al Sol, pero mucho después.