Vida y muerte en el Universo

Astrónomos de la Universidad de Bonn simula la formación y desintegración de cúmulos estelares.

Las estrellas evolucionan siempre en el universo en grandes grupos conocidos como cúmulos. Los astrónomos distinguen estas formaciones por su edad y tamaño. La cuestión de cómo se crearon los cúmulos de estrellas a partir de las nubes de gas interestelar y por qué se desarrollaron de formas distintas ha sido contestada por investigadores del Instituto Argelander de Astronomía en la Universidad de Bonn con la ayuda de simulaciones por ordenador. Los científicos han resuelto – la menos a nivel teórico – uno de los misterios astronómicos más antiguos, la cuestión de si los cúmulos estelares difieren en su estructura interna. Los hallazgos han sido publicados en la revista científica “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” (MNRAS 380, 1589) .

Superordenador GRAPE

Las observaciones astronómicas han mostrado que todas las estrellas se forman en cúmulos estelares. Los astrónomos distinguen entre, por una parte, pequeños y, según los estándares astronómicos, jóvenes cúmulos que van de varios cientos a varios miles de estrellas y, por otro lado, cúmulos estelares globulares de alta densidad que constan de decenas de millones de estrellas empaquetadas que son tan viejas como el universo. Nadie sabe cuántos cúmulos estelares podría haber de cada tipo, dado que los científicos no han intentado anteriormente computar completamente los procesos físicos que se ocultan tras su génesis.

Las estrellas y cúmulos estelares se forman cuando colapsan las nubes de gas interestelar. Dentro de estas nuble cada vez más densas, surgen “terrones” individuales los cuales, bajo su propio tirón gravitatorio, se van acercando cada vez más y se convierten finalmente en estrellas. De forma similar a nuestro “viento solar”, las estrellas envían fuertes flujos de partículas cargadas. Estos “vientos” literalmente barren el gas restante de la nube. Lo que queda es un cúmulo que gradualmente se desintegra hasta que las estrellas que lo componen pueden moverse libremente en el espacio interestelar de la Vía Láctea.

Los científicos creen que nuestro sola surgió dentro de un pequeño cúmulo estelar que se desintegró en el curso de su desarrollo. “De otra forma nuestro sistema planetario probablemente habría sido destruido por una estrella que se acercase”, dice el Profesor Dr. Pavel Kroupa del Instituto Argelander para Astronomía en la Universidad de Bonn. Para lograr una mejor comprensión del nacimiento y muerte de las agregaciones estelares el Profesor Kroupa y el Dr. Holger Baumgardt han desarrollado un programa de ordenador que simula la influencia de los gases que quedan en el cúmulo sobre las rutas tomadas por las estrellas.

Los grandes cúmulos estelares viven más

El objetivo principal de esta investigación estaba en la pregunta de qué condiciones iniciales deberían verse si un cúmulo estelar recién nacido va a sobrevivir mucho tiempo. Los astrónomos de Bonn descubrieron que los cúmulos por debajo de cierto tamaño se destruyen con gran facilidad debido a la radiación de las estrellas que lo componen. Los grandes cúmulos estelares, por su parte, disfrutan de unas “posibilidades de supervivencia” significativamente mejores.

Para los astrónomos, otra idea importante de este trabajo es que tanto los cúmulos estelares ligeros como los pesados tienen los mismos orígenes. Tal y como explica el Profesor Kroupa, “Parece que cuando nació el universo no había sólo cúmulos globulares sino también incontables mini cúmulos estelares. El reto para la astrofísica es encontrar estos restos”. Los cálculos de Bonn han pavimentado el camino para esta búsqueda proporcionando algunas valiosas sugerencias teóricas.

El Instituto Argelander ha sido equipado recientemente con cinco “Ordenadores GRAPE”, los cuales funcionan a velocidades 1000 veces mayores que un PC normal. Están siendo desplegados no sólo para investigación, sino para la enseñanza relacionada con la investigación: “Gracias a las instalaciones de GRAPE, nuestros estudiantes y profesores junior están aprendiendo a aprovechar la potencia de los supercomputadores y el software desarrollado específicamente para ellos”. El Instituto Argelander está considerado a nivel mundial como la Meca de la computación de procesos estelares. A pesar de su enorme capacidad de cálculo, las máquinas necesitaron de varias semanas para completar la simulación.

Ciencia Kanija