Título original: “RR Lyrae Stars Belonging to the Candidate Globular Cluster Patchick 99“
Autoras/es: Evan Butler, Andrea Kunder, Zdenek Prudil, et al.
Institución del primer autor: Department of Physics, University of Washington, Seattle, Estados Unidos.
Estado del artículo: Aceptado en ApJL (https://arxiv.org/abs/2401.13825)
La mayoría de los cúmulos globulares de nuestra Galaxia, la Vía Láctea, se encuentran a miles de años-luz de distancia en el Halo de ésta (Ver Figura 1). Estas agrupaciones de estrellas podrían ser incluso tan viejas como el Universo, y gracias a que son tan densas pueden soportar posibles desintegraciones, siendo testigos de gran parte del proceso de formación y evolución de galaxias. Sin embargo, también hay algunos cúmulos globulares dentro de nuestra Galaxia, que caen en una especie de espiral al campo gravitacional del Centro Galáctico. Se estima que los cúmulos globulares que se encuentran en los 2 kilo pársecs (kpc) centrales de la Vía Láctea han perdido alrededor del 80% de su población inicial de estrellas. Cúmulos globulares (GC, por la sigla en inglés) de baja masa y baja luminosidad deberían ser comunes en el interior de la Galaxia, pero en el Halo hay un factor de unas 5 veces más de estos objetos.
Figura 1: Estructura de la Vía Láctea, con los cúmulos globulares en el Halo Galáctico (Crédito: Pearson Education Inc. / Este astrobito en inglés.)
Hoy en día se tienen mediciones del movimiento propio de millones de estrellas, pero sin espectroscopia no se pueden distinguir las estrellas de un cúmulo de las de fondo en el Bulbo Galáctico. En el artículo de hoy, los autores estudian posibles estrellas que pertenecen al candidato a GC de baja luminosidad1, Patchick 99 (ver Figura 2), que tiene coordenadas galácticas (l,b) = (2.4884°, -6.1452°) en dirección hacia el Bulbo. Este cúmulo fue identificado por Dana Patchick, astrónomo aficionado, en Noviembre del año 2004, usando datos de 2MASS.
La gran dificultad para confirmar este cúmulo es que los movimientos propios de las estrellas de éste son muy similares a los de las estrellas de fondo, y hasta ahora tampoco se han obtenido velocidades radiales (RV, en inglés) para Patchick 99. Las RV’s de las estrellas de este candidato GC deberían ser distintas a las de estrellas de fondo, y esto se obtiene, en general, al analizar espectros de absorción y determinar si las líneas se mueven hacia longitudes de onda más rojas o más azules de lo que serían en reposo (Efecto Doppler). Por lo tanto, en el artículo de hoy, se presentan las primeras observaciones espectroscópicas para determinar las RV’s y así poder empezar a confirmar la naturaleza de este objeto, centrándose en estudiar estrellas variables del tipo RR Lyrae (RRL’s). Estas estrellas se caracterizan por tener una luminosidad constante, de alrededor de 100 veces la luminosidad del Sol, y son utilizadas para medir distancias. Además, el usar RRL’s para estudiar cúmulos globulares tiene la ventaja de poder separar Ramas Horizontales con muchas estrellas de fondo de las estrellas que pertenecen al cúmulo.
Se estudiaron 53 estrellas gigantes, 41 gigantes rojas o de “Red Clump”, y 271 RRL’s, alrededor de donde se encontraría Patchick 99, en un radio de 10’. Los autores obtienen las velocidades radiales de estas estrellas para compararlas con con la velocidad de rotación del Bulbo Galáctico, y así determinar si pertenecen o no al cúmulo. De esta forma encuentran que 4 gigantes rojas y 3 RRL’s tienen velocidades radiales consistentes con las del cúmulo. Si Patchick 99 realmente fuera un cúmulo globular, la velocidad radial de éste sería de -92 ± 10 km/s. Además de las RV’s, en el artículo obtienen la metalicidad de las estrellas, determinando que 2 de las 4 gigantes rojas anteriormente mencionadas, también presentan una metalicidad compatible con la del cúmulo, que se encuentra hacia el lado rico en metales.
Figura 2: Imagen en la banda z del cúmulo Patchick 99 (dimensiones de 9’ x 4.5’) del Blanco DECam Bulge Survey (BDBS). La estrella resaltada en rojo es una de las 3 RRL’s que en el artículo encuentran que están asociadas con el cúmulo (Crédito: Figura 1 del artículo adaptada).
Finalmente, obtienen la distancia al candidato a GC usando la relación periodo-magnitud absoluta-metalicidad (PMZ), indicando que Patchick 99 se encontraría a 6.7±0.4 kpc. Al estudiar simulaciones de la órbita del cúmulo, llegan a la conclusión de que el cúmulo está siempre confinado a los 2 kpc interiores del centro Galáctico.
En resumen, las RRL’s analizadas en el artículo de hoy sugieren que Patchick 99 podría ser un cúmulo globular de baja luminosidad cercano al Bulbo Galáctico. Sin embargo, 3 RRL’s no es una cantidad ideal para determinar las propiedades medias de un cúmulo, por lo que a futuro planean obtener una muestra mayor y también estudiar las estrellas de Secuencia Principal. La baja masa de este objeto y su corta distancia al centro Galáctico, indican que ha perdido gran parte de su masa inicial y que pronto podría disolverse. Así que esperemos que pronto podamos tener estudios de otras estrellas de Patchick 99, ¡antes de que sea demasiado tarde!
1= Aun faltan estudios para confirmar si se trata o no de un cúmulo real.
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