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Descubren las estrellas que contaminan y forman la segunda generación estelar en cúmulos globulares

Autor/es: P. Ventura, D. A. García-Hernández, F. Dell'Agli, F. D'Antona, Sz. Mészáros, S. Lucatello, M. Di Criscienzo, M. Shetrone, M. Tailo, B. Tang, O. Zamora

Referencia: 2016 ApJL 831 L178 | Enlace

Gráfico del estudio donde se representan los contenidos relativos de Al y Mg con respecto al Fe para estrellas evolucionadas del cúmulo globular M3. Se aprecia una anticorrelación Al-Mg definida por las estrellas del cúmulo (en color negro). Las predicciones para estrellas AGB masivas se muestran en color rojo y se indican las masas iniciales. En color azul se muestran las abundancias esperadas a partir de la mezcla del material AGB con el intra-cúmulo para diferentes factores de dilución desde 0 a 100%. Un factor de dilución del 100% corresponde a las abundancias de la primera generación. Crédito: adaptado de Ventura et al. (2016).
Gráfico del estudio donde se representan los contenidos relativos de Al y Mg con respecto al Fe para estrellas evolucionadas del cúmulo globular M3. Se aprecia una anticorrelación Al-Mg definida por las estrellas del cúmulo (en color negro). Las predicciones para estrellas AGB masivas se muestran en color rojo y se indican las masas iniciales. En color azul se muestran las abundancias esperadas a partir de la mezcla del material AGB con el intra-cúmulo para diferentes factores de dilución desde 0 a 100%. Un factor de dilución del 100% corresponde a las abundancias de la primera generación. Crédito: adaptado de Ventura et al. (2016).

Históricamente, los cúmulos globulares (CG) se habían utilizado como laboratorios para el estudio de la evolución estelar, ya que se pensaba que todas las estrellas se formaban a la vez y, por tanto, tenían la misma edad. Sin embargo, desde hace varias décadas se sabe que prácticamente todos los CG contienen varias poblaciones estelares. En la primera, sus abundancias químicas –por ejemplo, elementos pesados como el Al y el Mg– reflejan la composición original del medio interestelar o intra-cúmulo. En  tan sólo 500 millones de años tiene lugar la contaminación del mismo, a partir del cual se forma la segunda población de estrellas. Se piensa que algunos de los objetos más masivos (esto es, estrellas supermasivas, estrellas masivas rotando rápidamente, binarias masivas interactuantes y estrellas AGB masivas) de la primera generación producen y destruyen estos elementos más pesados en su interior –nucleosíntesis– y, mediante una intensa pérdida de masa, contaminan el medio interestelar, donde se forma la segunda generación estelar con diferentes abundancias químicas. La producción de Al y destrucción de Mg en el interior de las estrellas es muy sensible a la temperatura y metalicidad y, por eso, ofrecen el mejor diagnóstico para desvelar la naturaleza de los objetos contaminantes. En este trabajo hemos combinado las abundancias de Al y Mg en cinco CG observados por el instrumento APOGEE con modelos de nucleosíntesis de estrellas AGB (asymptotic giant branch o estrellas en la rama asintótica de las gigantes) masivas (las cuales producen esos elementos en su interior y luego los expulsan al medio interestelar por medio de una intensa pérdida de masa). Por primera vez, hemos sido capaces de reproducir las anticorrelaciones Al-Mg en estos cinco CG con cantidad de metales (metalicidad) muy diferentes. Este resultado apoya la idea de que las estrellas AGB masivas fueron las responsables de la contaminación del medio intra-cúmulo, a partir del cual se formaron las sucesivas generaciones estelares en CG.

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