Un cúmulo estelar que no es lo que parece… El problema del litio en la Vía Láctea

Esta nueva imagen, obtenida con el telescopio de rastreo del VLT, instalado en el Observatorio Paranal de ESO, en el norte de Chile, muestra una vasta colección de estrellas: el cúmulo globular Messier 54. Se trata de un grupo muy parecido a tantos otros cúmulos, pero éste tiene un secreto: Messier 54 no pertenece a la Vía Láctea, sino que forma parte de una pequeña galaxia satélite, la galaxia enana de Sagitario. Esta diferencia ha permitido a los astrónomos utilizar el Very Large Telescope (VLT) para comprobar si también se encuentran bajos niveles de litio en estrellas que no pertenezcan a la Vía Láctea.

Nuestra galaxia, la Vía Láctea, está orbitada por más de 150 cúmulos globulares de estrellas, que son bolas de cientos de miles de estrellas viejas cuya datación se remonta a la época de formación de la galaxia. Uno de estos cúmulos, junto con varios otros en la constelación de Sagitario (el arquero), fue descubierto, a finales del siglo XVIII, por el cazador de cometas francés Charles Messier y fue bautizado con el nombre de Messier 54.

Durante más de doscientos años después de su detección, se creyó que Messier 54 era similar a los otros cúmulos de la Vía Láctea. Pero en 1994 se descubrió que, en realidad, estaba asociado a una galaxia separada: la galaxia enana de Sagitario. En realidad se encontraba a una distancia de alrededor de 90.000 años luz, más de tres veces la distancia que separa a la Tierra del centro galáctico.

Ahora, los astrónomos han probado a observar Messier 54 utilizando el VLT con el fin de tratar de resolver uno de los misterios de la astronomía moderna: el problema de litio.

La mayor parte de este elemento químico ligero, el litio, se produjo durante el Big Bang, junto con el hidrógeno y el helio, pero en cantidades mucho menores. Los astrónomos pueden calcular con bastante precisión cuánto litio esperan encontrar en el universo temprano, y de esto pueden deducir cuánto deberían ver en estrellas viejas. Pero los números no coinciden, hay aproximadamente tres veces menos litio en las estrellas de lo esperado. A pesar de varias décadas de trabajo, este misterio sigue sin resolverse [1].

Hasta ahora sólo había sido posible medir el litio en estrellas de la Vía Láctea. Pero un equipo de astrónomos, dirigido por Alessio Mucciarelli (Universidad de Bolonia, Italia), ha utilizado el VLT para medir cuánto litio hay en una selección de estrellas de Messier 54. Encontraron que los niveles son similares a los de la Vía Láctea. Así que, independientemente de cuál sea la causa de esa ausencia de litio, parece no ser exclusiva de la Vía Láctea.

Esta nueva imagen del cúmulo fue creada a partir de datos obtenidos con el telescopio de rastreo VST (VLT Survey Telescope), instalado en el Observatorio Paranal. Además de mostrar el propio cúmulo, podemos ver un grupo extraordinariamente denso de estrellas de la Vía Láctea, mucho más cercanas, que se encuentran en primer plano.

Notas

[1] Hay varias posibles soluciones propuestas al acertijo. La primera es que los cálculos de las cantidades de litio producidos en el Big Bang están mal — pero pruebas muy recientes sugieren que este no es el caso. La segunda es que el litio, de alguna manera, habría sido destruido en las primeras estrellas, antes de la formación de la Vía Láctea. La tercera es que, durante la vida de las estrellas, haya habido algún proceso que haya destruido el litio de forma gradual.

Información adicional

Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo científico, “The cosmological Lithium problem outside the Galaxy: the Sagittarius globular cluster M54”, por A. Mucciarelli et al., y aparece en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (Oxford University Press).

El equipo está formado por: A. Mucciarelli (Universidad de Bolonia, Italia), M. Salaris (Universidad John Moores de Liverpool, Liverpool, Reino Unido), P. Bonifacio (Observatorio de París, Francia), L. Monaco (ESO, Santiago, Chile) and S. Villanova (Universidad de Concepción, Concepción, Chile).