Hyades (cúmulo estelar)

Las Hyades (del griego Ὑάδες, también conocidas como Caldwell 41, Collinder 50 o Melotte 25) es el cúmulo abierto más cercano y uno de los cúmulos estelares mejor estudiados. Ubicada a unos 153 años luz (47 parsecs) del Sol, consiste en un grupo aproximadamente esférico de cientos de estrellas que comparten la misma edad, lugar de origen, características químicas y movimiento a través del espacio. Desde la perspectiva de los observadores en la Tierra, el Cúmulo Hyades aparece en la constelación de Tauro, donde sus estrellas más brillantes forman una "V" forma junto con el aún más brillante Aldebarán. Sin embargo, Aldebaran no está relacionado con Hyades, ya que se encuentra mucho más cerca de la Tierra y simplemente se encuentra en la misma línea de visión.

Las cinco estrellas miembros más brillantes de Hyades han consumido el combustible de hidrógeno en sus núcleos y ahora se están convirtiendo en estrellas gigantes. Cuatro de estas estrellas, con las designaciones de Bayer Gamma, Delta 1, Epsilon y Theta Tauri, forman un asterismo que tradicionalmente se identifica como la cabeza de Tauro el Toro. La quinta de estas estrellas es Theta¹ Tauri, una estrecha compañera a simple vista de la más brillante Theta² Tauri. Epsilon Tauri, conocido como Ain (el 'ojo de toro'), tiene un candidato a exoplaneta gigante gaseoso, el primer planeta que se encuentra en cualquier cúmulo abierto.

La edad de las Hyades se estima en unos 625 millones de años. El núcleo del cúmulo, donde las estrellas están más densamente agrupadas, tiene un radio de 8,8 años luz (2,7 parsecs), y el radio de marea del cúmulo, donde las estrellas se ven más fuertemente influenciadas por la gravedad del entorno Galaxia de la Vía Láctea: se encuentra a 33 años luz (10 parsecs). Sin embargo, alrededor de un tercio de las estrellas miembro confirmadas se han observado bastante fuera de este último límite, en el halo extendido del cúmulo; estas estrellas probablemente estén en proceso de escapar de su influencia gravitatoria.

Ubicación y movimiento

Gráfico estelar del cluster Hyades

El cúmulo está lo suficientemente cerca del Sol para que su distancia se pueda medir directamente observando la cantidad de cambio de paralaje de las estrellas miembros a medida que la Tierra gira alrededor del Sol. Esta medición se ha realizado con gran precisión utilizando el satélite Hipparcos y el Telescopio Espacial Hubble. Un método alternativo para calcular la distancia es ajustar los miembros del cúmulo a un diagrama de magnitud de color infrarrojo estandarizado para estrellas de su tipo y usar los datos resultantes para inferir su brillo intrínseco. La comparación de estos datos con el brillo de las estrellas vistas desde la Tierra permite estimar sus distancias. Ambos métodos arrojaron una distancia estimada de 153 años luz (47 parsecs) al centro del cúmulo. El hecho de que estas medidas independientes coincidan hace que las Hyades sean un peldaño importante en el método de la escala de distancia cósmica para estimar las distancias de los objetos extragalácticos.

Las estrellas de Hyades están más ricas en elementos más pesados que el Sol y otras estrellas ordinarias en la vecindad solar, con la metalicidad general del cúmulo medida en +0,14. El Cúmulo Hyades está relacionado con otros grupos estelares en las cercanías del Sol. Su edad, metalicidad y movimiento propio coinciden con los del cúmulo Praesepe, más grande y más distante, y las trayectorias de ambos cúmulos se remontan a la misma región del espacio, lo que indica un origen común. Otro asociado es Hyades Stream, una gran colección de estrellas dispersas que también comparten una trayectoria similar con Hyades Cluster. Resultados recientes han encontrado que al menos el 15% de las estrellas en Hyades Stream comparten la misma huella química que las estrellas del cúmulo Hyades. Sin embargo, se ha demostrado que aproximadamente el 85% de las estrellas en Hyades Stream no tienen ninguna relación con el cúmulo original debido a su edad y metalicidad diferentes; su movimiento común se atribuye a los efectos de marea de la barra giratoria masiva en el centro de la galaxia de la Vía Láctea. Entre los miembros restantes de Hyades Stream, la estrella anfitriona del exoplaneta Iota Horologii ha sido propuesta recientemente como un miembro escapado del cúmulo primordial de Hyades.

Las Hyades no están relacionadas con otros dos grupos estelares cercanos, las Pléyades y la Corriente de la Osa Mayor, que son fácilmente visibles a simple vista bajo cielos claros y oscuros.

Los Hyades y el gigante rojo brillante Aldebaran (α Tauri, "el ojo del toro") como se ve a través de un telescopio

Historia

Junto con el otro llamativo cúmulo estelar abierto de las Pléyades, las Híades forman la Puerta Dorada de la Eclíptica, que se conoce desde hace varios miles de años.

En la mitología griega, las Hyades eran las cinco hijas de Atlas y medias hermanas de las Pléyades. Después de la muerte de su hermano, Hyas, las hermanas lloronas se transformaron en un cúmulo de estrellas que luego se asoció con la lluvia.

Como objeto visible a simple vista, el cúmulo de Hyades se conoce desde tiempos prehistóricos. Es mencionado por numerosos autores clásicos desde Homero hasta Ovidio. En el Libro 18 de la Ilíada aparecen las estrellas de las Híades junto con las Pléyades, la Osa Mayor y Orión en el escudo que el dios Hefesto hizo para Aquiles.

En Inglaterra, el grupo se conocía como "April Rainers" de una asociación con las lluvias de abril, como se registra en la canción popular "Green Grow the Rushes, O".

El cúmulo probablemente fue catalogado por primera vez por Giovanni Battista Hodierna en 1654, y posteriormente apareció en muchos atlas estelares de los siglos XVII y XVIII. Sin embargo, Charles Messier no incluyó a las Hyades en su catálogo de objetos de cielo profundo de 1781. Por lo tanto, carece de un número de Messier, a diferencia de muchos otros cúmulos abiertos más distantes, por ejemplo, M44 (Praesepe), M45 (Pléyades) y M67.

En 1869, el astrónomo R.A. Proctor observó que numerosas estrellas a grandes distancias de Hyades comparten un movimiento similar a través del espacio. En 1908, Lewis Boss informó de casi 25 años de observaciones para respaldar esta premisa, argumentando la existencia de un grupo de estrellas en movimiento conjunto al que llamó Taurus Stream (ahora generalmente conocido como Hyades Stream o Hyades Supercluster). Boss publicó un gráfico que rastreaba las estrellas dispersas' movimientos de regreso a un punto común de convergencia.

En la década de 1920, la noción de que Hyades compartía un origen común con el cúmulo de Praesepe estaba muy extendida, y Rudolf Klein-Wassink señaló en 1927 que los dos cúmulos están "probablemente relacionados cósmicamente". Durante gran parte del siglo XX, el estudio científico de las Hyades se centró en determinar su distancia, modelar su evolución, confirmar o rechazar miembros candidatos y caracterizar estrellas individuales.

Morfología y evolución

Todas las estrellas se forman en cúmulos, pero la mayoría de los cúmulos se separan menos de 50 millones de años después de que concluye la formación estelar. El término astronómico para este proceso es "evaporación". Solo los cúmulos extremadamente masivos, que orbitan lejos del Centro Galáctico, pueden evitar la evaporación en escalas de tiempo prolongadas. Como uno de esos supervivientes, el cúmulo Hyades probablemente contenía una población de estrellas mucho mayor en su infancia. Las estimaciones de su masa original oscilan entre 800 y 1600 veces la masa de nuestro Sol (M☉), lo que implica un número aún mayor de estrellas individuales.

Poblaciones de estrellas

La teoría predice que un cúmulo joven de este tamaño debería dar lugar a estrellas y objetos subestelares de todos los tipos espectrales, desde enormes estrellas O calientes hasta tenues enanas marrones. Sin embargo, los estudios de Hyades muestran que es deficiente en estrellas en ambos extremos de masa. A una edad de 625 millones de años, el desvío de la secuencia principal del cúmulo es de aproximadamente 2,3 M☉, lo que significa que todas las estrellas más pesadas se han convertido en subgigantes, gigantes o enanas blancas, mientras que las estrellas menos masivas continúan fusionando hidrógeno en la base. Secuencia principal. Extensos estudios han revelado un total de 8 enanas blancas en el núcleo del cúmulo, lo que corresponde a la etapa evolutiva final de su población original de estrellas de tipo B (cada una de aproximadamente 3 M_☉). La etapa evolutiva anterior está representada actualmente por los cuatro gigantes rojos del grupo. Su tipo espectral actual es K0 III, pero en realidad todas son "estrellas A retiradas" de alrededor de 2,5 M_☉. Otro "gigante blanco" de tipo A7 III es el primario de θ² Tauri, un sistema binario que incluye un compañero menos masivo de tipo espectral A; este par está asociado visualmente con θ¹ Tauri, una de las cuatro gigantes rojas, que también tiene un compañero binario de tipo A.

La población restante de miembros del cúmulo confirmados incluye numerosas estrellas brillantes de tipos espectrales A (al menos 21), F (alrededor de 60) y G (alrededor de 50). Todos estos tipos de estrellas se concentran mucho más densamente dentro del radio de marea de las Hyades que dentro de un radio equivalente de 10 parsec de la Tierra. En comparación, nuestra esfera local de 10 parsec contiene solo 4 estrellas A, 6 estrellas F y 21 estrellas G.

Las Hyades' La cohorte de estrellas de menor masa, tipos espectrales K y M, sigue siendo poco conocida, a pesar de la proximidad y la observación prolongada. Al menos 48 enanas K son miembros confirmados, junto con una docena de enanas M de tipos espectrales M0-M2. Se han propuesto enanas M adicionales, pero pocas son posteriores a M3, y actualmente solo se informan alrededor de 12 enanas marrones. Esta deficiencia en la parte inferior del rango de masa contrasta fuertemente con la distribución de estrellas dentro de los 10 parsecs del Sistema Solar, donde se conocen al menos 239 M enanas, que comprenden alrededor del 76% de todas las estrellas vecinas.

Segregación masiva

La distribución observada de tipos estelares en el Cúmulo Hyades demuestra una historia de segregación masiva. Con la excepción de sus enanas blancas, los dos parsecs centrales del cúmulo (6,5 años luz) contienen solo sistemas estelares de al menos 1 M_☉. Esta estrecha concentración de estrellas pesadas le da a Hyades su estructura general, con un núcleo definido por sistemas brillantes y compactos y un halo que consta de estrellas más separadas en las que los tipos espectrales posteriores son comunes. El radio del núcleo es de 2,7 parsecs (8,8 años luz, un poco más que la distancia entre el Sol y Sirio), mientras que el radio de media masa, dentro del cual está contenida la mitad de la masa del cúmulo, es de 5,7 parsecs (19 años luz). El radio de marea de diez parsecs (33 años luz) representa las Hyades' límite exterior promedio, más allá del cual es poco probable que una estrella permanezca unida gravitacionalmente al núcleo del cúmulo.

La evaporación estelar ocurre en el halo del cúmulo a medida que las estrellas más pequeñas son dispersadas hacia el exterior por las internas más masivas. Desde el halo, pueden perderse por las mareas ejercidas por el núcleo galáctico o por los choques generados por colisiones con nubes de hidrógeno a la deriva. De esta manera, las Hyades probablemente perdieron gran parte de su población original de enanas M, junto con un número considerable de estrellas más brillantes.

Multiplicidad estelar

Otro resultado de la segregación masiva es la concentración de sistemas binarios en el núcleo del clúster. Más de la mitad de las estrellas F y G conocidas son binarias, y se ubican preferentemente dentro de esta región central. Como en la vecindad solar inmediata, la binaridad aumenta con el aumento de la masa estelar. La fracción de sistemas binarios en Hyades aumenta del 26% entre las estrellas de tipo K al 87% entre las estrellas de tipo A. Las binarias Hyades tienden a tener pequeñas separaciones, con la mayoría de los pares binarios en órbitas compartidas cuyos semiejes mayores son menores de 50 unidades astronómicas. Aunque la proporción exacta de sistemas únicos a múltiples en el grupo sigue siendo incierta, esta proporción tiene implicaciones considerables para nuestra comprensión de su población. Por ejemplo, Perryman y sus colegas enumeran alrededor de 200 miembros Hyades de alta probabilidad. Si la fracción binaria es del 50%, la población total del cúmulo sería de al menos 300 estrellas individuales.

Evolución futura

Las encuestas indican que el 90 % de los cúmulos abiertos se disuelven menos de mil millones de años después de su formación, mientras que solo una pequeña fracción sobrevive en la edad actual del Sistema Solar (alrededor de 4600 millones de años). Durante los próximos cientos de millones de años, las Hyades seguirán perdiendo tanto masa como pertenencia a medida que sus estrellas más brillantes evolucionan fuera de la secuencia principal y sus estrellas más tenues se evaporan fuera del halo del cúmulo. Eventualmente puede reducirse a un remanente que contenga alrededor de una docena de sistemas estelares, la mayoría de ellos binarios o múltiples, que seguirán siendo vulnerables a las fuerzas de disipación en curso.

Estrellas más brillantes

Estrellas brillantes en el núcleo del grupo Hyades

Esta es una lista de estrellas miembros del cúmulo Hyades que son de cuarta magnitud o más brillantes.

En la cultura

El poema "Ulises," por Alfred, Lord Tennyson, contiene la línea "Thro' corren a la deriva las lluviosas Hyades// Vext the dim sea..."

En las obras de Robert W. Chambers, H. P. Lovecraft y otros, la ciudad ficticia de Carcosa está ubicada en un planeta en las Hyades.

Un artículo arqueoastronómico de 2018 sugirió que las Hyades pueden haber inspirado el mito nórdico de Ragnarök. El astrónomo Donald Olson cuestionó estos hallazgos y señaló errores menores en los datos astronómicos del artículo.