Un grupo internacional de investigadores, entre los que se listan astrónomos de la Universidad de Católica del Norte, han realizado la primera investigación de las propiedades químicas del antiguo cúmulo globular Tonantzintla 1, también conocido como NGC 6380. Los investigadores trabajaron con datos obtenidos con el telescopio Irénée du Pont, del Observatorio Las Campanas.
Los resultados de la investigación han sido publicados en la prestigiosa revista estadounidense The Astrophysical Journal Letters.
Los cúmulos globulares son colecciones simétricas y compactas de miles o incluso millones de estrellas antiguas, que han existido desde las primeras épocas de formación de las galaxias, y han sido considerado sistemas importantes que proporcionan pistas importantes sobre sus galaxias progenitoras. En nuestra galaxia, la Vía Láctea se han catalogado aproximadamente 170 de estos sistemas, muchos de los cuales permanecen pobremente explorados, incluyendo a Tonantzintla 1.
Por aproximadamente 195 años, las propiedades de Tonantzintla 1 han permanecido prácticamente escondidas en las regiones internas de nuestra Galaxia, debido a la gran cantidad de gas y polvo del medio intergaláctico que existe en las regiones internas de la Vía Láctea, la cual bloquea gran parte de la luz visible que escapa de las estrellas de Tonantzintla 1.
Sin embargo, nuevas observaciones en el infrarrojo cercano permitieron penetrar esas densas columnas de gas y polvo para así capturar gran detalle de las atmósferas de las estrellas de Tonantzintla 1. Así, los investigadores analizaron los datos del espectrógrafo avanzado del llamado Experimento de Evolución Galáctica del Observatorio de Apache Point (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment o APOGEE), que estuvo instalado en el telescopio Irénée du Pont, el cual tiene una óptica principal de 2.5 metros, y que opera desde el Observatorio Las Campanas, en la tercera región de Chile.
Los espectros estelares obtenidos en la banda infrarroja del espectro electromagnético proporcionaron por primera vez características físicas individuales de las estrellas de Tonantzintla 1, como sus temperaturas y gravedades superficiales, pero además su velocidad en dirección radial (es decir, podemos saber si se alejan o se acercan a nosotros y con qué rapidez lo hacen), y también su composición química. Todos estos parámetros proveen las mejores estimaciones hasta la fecha, que revelan por primera vez la composición química de Tonantzintla 1.
Los nuevos espectros en el infrarrojo cercano permitieron investigar las abundancias de una variedad de especies químicas, incluidos los elementos más ligeros y pesados que el hierro. Por ejemplo, entre los elementos ligeros que fueron detectados en las atmósferas de las estrellas de Tonantzintla 1 se encuentran el Oxigeno, Carbono, Nitrógeno, Magnesio, y Aluminio, mientras que el Cerio está entre los elementos más pesados que el hierro que fueron identificados en las atmósferas de las estrellas de Tonantzintla 1.
La investigación ha revelado que el contenido de hierro en las estrellas de Tonantzintla 1 es aproximadamente seis veces más bajo que contenido de hierro del Sol, pero es similar al contenido de hierro identificado en otros antiguos cúmulo globulares de la regiones internas de nuestra Galaxia.
Pero más allá del hierro, los astrónomos notaron que otros elementos químicos en Tonantzintla 1 muestran una tendencia atípica que lo distingue de otros cúmulos globulares. El elemento pesado Cerio fue encontrado para estar correlacionado con los elementos ligeros de Nitrógeno y Aluminio, indicando una compleja historia de evolución química en Tonantzintla 1. El descubrimiento de estas tendencias entre elementos ligeros y pesados sugiere que diferentes episodios de formación estelar ó raros procesos astrofísicos de nucleosintesis estelar, tales como estrellas masivas con alta rotación, estrellas evolucionadas, entre otros, podrían haber controlado la compleja historia de evolución química en antiguos cúmulos de estrellas tales como Tonantzintla 1.
El equipo fue liderado por José G. Fernández-Trincado, profesor asistente en la Universidad Católica del Norte, y contó con colaboradores en varios países, incluyendo EE.UU., Chile, México, y Brazil.
Este proyecto es parte del Sondeo Digital del Cielo Sloan (en inglés Sloan Digital Sky Survey o SDSS, para abreviar), un proyecto a gran escala, del cual la Universidad Católica del Norte es socio junto a cerca de cuarenta instituciones alrededor del mundo, y cuya meta es estudiar la historia de las estrellas y galaxias en una fracción considerable del cielo.
Imagen Panorámica de la Vía Láctea mostrando la localización del cúmulo globular Tonantzintla 1 hacia la región interna de nuestra Galaxia. Créditos de las Imágenes: NASA/ESA/Hubble/E.Noyola (Tonantzintla 1/NGC 6380) y ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO (imagen panorámica de la Vía Láctea).