Columna de Astronomía | La fuente de la juventud de las estrellas del centro de la galaxia

La región central de nuestra galaxia contiene muchos objetos y fenómenos interesantes, incluyendo un agujero negro súper-masivo. Al observar esta zona en el infrarrojo, lo que vemos más fácilmente no es el agujero negro, sino cientos de estrellas brillantes agrupadas alrededor de éste, en una región de apenas tres años luz de diámetro. Un grupo de astros que tiene una inesperada juventud.

Medir la edad de una estrella, es decir, cuánto tiempo ha pasado desde su formación, es muy difícil. Sin embargo, sí es posible medir con bastante precisión la edad de una población de estrellas.

Mientras más brillante y masiva es una estrella, más alta es la tasa de reacciones nucleares que producen la energía con la que brilla, y el tiempo que dura el hidrógeno que usa como combustible es menor. Cuando el hidrógeno en el núcleo se acaba, la estrella deja la llamada "secuencia principal" (o sus "años activos") y pasa a ser una gigante roja. Entonces, para saber la edad de una población de estrellas, tenemos que encontrar las estrellas de secuencia principal más brillantes; mientras más lo sean, más joven será la población.

Así hemos medido las edades de las estrellas del centro de nuestra galaxia y el resultado es sorprendente: esas estrellas se formaron hace tan sólo unos cinco millones de años. Primero consideremos, y no es lo único que sorprende, que el Sol tiene unos cinco mil millones de años. Además, estas estrellas están a distancias muy cortas de Sgr A*, el agujero negro de la Vía Láctea, con algunas incluso a sólo 100 unidades astronómicas de él, una distancia poco mayor a la extensión de la órbita de Plutón. A esas distancias, la gravedad del agujero negro, con una masa cuatro millones de veces la del Sol, destruiría cualquier nube molecular que intentara formar estrellas. Pero entonces, ¿cómo es posible que esas estrellas sean muy jóvenes y que estén en un lugar donde es imposible que se hayan formado –al menos con los modelos normales de formación estelar–? Esto es lo que llamamos la "paradoja de la juventud".

Hasta el momento se han propuesto dos soluciones. La primera es bastante simple: las estrellas no se formaron ahí donde las vemos, sino que más afuera y lejos de la influencia destructiva del agujero negro. Esta explicación no funciona fácilmente, ya que 5 millones de años es un tiempo muy corto para lograr que los cientos de estrellas que vemos hayan llegado al centro galáctico. La segunda solución me parece más interesante: las estrellas sí se habrían formado ahí donde las vemos, pero no en el proceso estándar, en el que una nube molecular colapsa, sino que dentro de un disco de acreción denso. Un disco de acreción es la forma que toma el gas cuando cae a un agujero negro, y es parecido al remolino que se forma en el desagüe de un lavamanos. Si este disco es suficientemente masivo, el gas se puede aglomerar por su propia gravedad, formando grumos cada vez más densos, los que eventualmente forman estrellas. En cierto modo, sería una versión gigante del disco que formó nuestro Sistema Solar, donde en vez del Sol tenemos al agujero negro, y en vez de planetas formamos estrellas.

Todo parece indicar que el disco denso es la solución correcta. Observamos que la mayoría de las estrellas tienen órbitas en un disco alrededor de Sgr A* y que, además, tienen masas más grandes que el promedio. Este mecanismo tiene también consecuencias muy interesantes, ya que implicaría que el agujero negro de nuestro centro galáctico tuvo un disco de acreción muy activo hace sólo unos pocos millones de años y que, por lo tanto, emitió grandes cantidades de radiación. Éste es un tema para una próxima columna.