Westerlund 1: el supercúmulo estelar más masivo del Grupo Local
Descubre Westerlund 1: el supercúmulo estelar más masivo del Grupo Local, hogar de hipergigantes, estrellas Wolf-Rayet y un extraño púlsar, clave para la formación estelar.
Westerlund 1 (Wd1, también llamado cúmulo de Ara) es un supercúmulo estelar compacto y joven. Se encuentra en la Vía Láctea, en la constelación de Ara, a una distancia estimada de unos 3,5–5 kiloparsecs (12000–16000 años luz) de la Tierra, ubicado muy cerca del plano galáctico y, por tanto, fuertemente afectado por la extinción interestelar. Su posición proyectada en la Galaxia y su elevada extinción (A_V de orden diez magnitudes o más) hacen que sea mucho más fácil de estudiar en el infrarrojo y en rayos X que en luz visible.
Westerlund 1 es el cúmulo estelar joven y compacto más masivo conocido en todo el Grupo Local de galaxias. Fue descubierto por Bengt Westerlund en 1961, pero permaneció relativamente poco estudiado hasta finales del siglo XX y principios del XXI debido a la elevada extinción interestelar en su dirección. Los trabajos modernos con telescopios en infrarrojo (por ejemplo VLT e instrumentos en el infrarrojo cercano), junto con observaciones en rayos X (Chandra) y en radio, han permitido caracterizar su población estelar y su dinámica. En el futuro, si permanece ligado y pierde parte de su masa por evaporación y expulsión, probablemente evolucionará hasta convertirse en un cúmuloglobular (cúmulo globular joven), aunque ese proceso requeriría muchos millones o miles de millones de años y depende de la pérdida de masa total y del entorno galáctico.
Características físicas principales
Las estimaciones de masa total del cúmulo varían según el método y los supuestos sobre la población binaria, pero las cifras más discutidas sitúan su masa en el rango de decenas de miles hasta ~10^5 masas solares (es decir, un orden de 10^4–10^5 M☉). Tiene un tamaño aparente compacto: el núcleo y la región central contienen la mayor parte de la masa en una escala de pocos parsecs (radios característicos ≲1–2 pc), lo que le confiere una densidad estelar muy elevada para un cúmulo joven.
Población estelar y objetos excepcionales
Se cree que Westerlund 1 se formó en un único estallido de formación estelar, de modo que sus estrellas comparten una edad aproximada y una composición química similar. La edad del cúmulo se estima en torno a 3–6 millones de años, lo que explica la presencia masiva de estrellas evolucionadas de gran masa. Entre los miembros más notables se encuentran:
- seis hipergigantes amarillas
- cuatro supergigantes rojas
- 24 estrellas Wolf-Rayet
- una variable azul luminosa
- numerosas supergigantes OB (estrellas masivas calientes)
- una inusual estrella supergigante sgB[e] que puede ser el remanente de una fusión estelar reciente
Esta mezcla de objetos raros y evolucionados —desde hipergigantes y supergigantes rojas hasta Wolf–Rayet— convierte a Wd1 en un laboratorio para estudiar fases avanzadas de la evolución estelar masiva y la influencia de la masa y la binariedad en el destino final de estas estrellas.
El púlsar y la prueba de progenitores muy masivos
Las observaciones en rayos X revelaron la presencia de un extraño púlsar de rayos X en el cúmulo, identificado con una estrella de neutrones que rota lentamente. Este objeto (CXO J164710.2−455216) presenta un período de rotación de ~10 segundos y propiedades similares a las de los magnetares. Su existencia dentro de Wd1 indica que algunas estrellas muy masivas del cúmulo acabaron sus vidas como supernovas formando estrellas de neutrones en lugar de agujeros negros, lo que sugiere que el progenitor tenía una masa muy alta —probablemente mayor de varias decenas de masas solares— antes de colapsar. La detección de este púlsar y otras fuentes de rayos X en el cúmulo también documenta la actividad binaria y los restos compactos que se esperan en cúmulos jóvenes y masivos.
Importancia científica y observaciones
Además de albergar algunas de las estrellas más masivas y menos comunes de la galaxia, Westerlund 1 es un ejemplo local y accesible de supercúmulo estelar, lo que facilita comparaciones con supercúmulos extragalácticos (a menudo más distantes y difíciles de resolver). Su estudio ayuda a responder preguntas clave, por ejemplo:
- ¿Cómo evolucionan las estrellas masivas y qué fracción terminan como supernovas, estrellas de neutrones o agujeros negros?
- ¿Cuál es la influencia de la binariedad y de las fusiones estelares en la evolución de las estrellas más masivas?
- ¿Qué condiciones iniciales son necesarias para formar cúmulos tan compactos y masivos?
Los estudios de Wd1 combinan espectroscopía en el infrarrojo cercano para sortear la extinción, fotometría en múltiples bandas y observaciones en rayos X y radio para detectar remanentes compactos y emisiones de viento estelar. Instrumentos clave han sido telescopios grandes en tierra (VLT, Gemini) y satélites como Chandra y XMM-Newton.
Futuro del cúmulo
En los próximos pocos millones de años se espera que muchas de sus estrellas más masivas exploten como supernovas, produciendo más remanentes compactos (neutrones y agujeros negros). La evolución dinámica del cúmulo —pérdida de masa por vientos estelares y explosiones, interacción con el campo gravitatorio galáctico— determinará si Westerlund 1 permanece ligado y evoluciona hasta un objeto parecido a un cúmulo globular o si se disuelve gradualmente. De cualquier forma, seguirá siendo una referencia clave para entender la formación y evolución de agrupaciones estelares masivas en entornos cercanos.
Westerlund 1 continúa siendo objeto de investigación intensa; nuevas observaciones, especialmente en infrarrojo y con capacidades de alta resolución angular y espectral, seguirán mejorando nuestras estimaciones de su distancia, masa, fracción de binarias y destino final.
Westerlund 1: las supergigantes OB calientes suelen emitir luz azul, pero aparecen como estrellas rojas en la imagen de luz visible. Esto se debe a que la luz azul de las estrellas ha sido absorbida por el gas, causando el enrojecimiento.
Distancia y posición
Wd1 está demasiado lejos para medir directamente la distancia mediante mediciones de paralaje, por lo que la distancia debe obtenerse a partir de la magnitud absoluta esperada de las estrellas y de estimaciones de la extinción hacia el cúmulo. Esto se ha hecho, dando estimaciones de 5 kpc y 3,6 kpc por diferentes métodos. Todas estas estimaciones sitúan a Wd1 cerca del borde exterior de la barra galáctica de la Vía Láctea.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es Westerlund 1?
R: Westerlund 1 (Wd1, también llamado cúmulo Ara) es un supercúmulo estelar compacto y joven situado en la Vía Láctea.
P: ¿A qué distancia se encuentra de la Tierra?
R: Westerlund 1 se encuentra aproximadamente a 3,5-5 kiloparsecs (12000-16000 años luz) de la Tierra.
P: ¿Quién lo descubrió?
R: Fue descubierta por Bengt Westerlund en 1961.
P: ¿Qué tipo de estrellas contiene?
R: El cúmulo contiene un gran número de estrellas raras, evolucionadas y de gran masa, entre las que se incluyen seis hipergigantes amarillas, cuatro supergigantes rojas, 24 estrellas Wolf-Rayet, una variable azul luminosa, muchas supergigantes OB y una estrella supergigante sgB[e] inusual que podría ser el remanente de una fusión estelar reciente.
P: ¿Qué le ocurrirá a Westerlund 1 en el futuro?
R: En el futuro, probablemente evolucionará hasta convertirse en un cúmulo globular.
P: ¿Por qué es útil este cúmulo para los astrónomos?
R: Aparte de albergar algunas de las estrellas más masivas y menos conocidas de la galaxia, Westerlund 1 es útil como ejemplo de un supercúmulo estelar relativamente cercano y más fácil de observar que puede ayudar a los astrónomos a averiguar qué ocurre en los supercúmulos estelares extragalácticos.
P: ¿Qué tipo de objeto se ha detectado mediante observaciones con rayos X en este lugar?
R: Las observaciones con rayos X han revelado la presencia de un extraño púlsar de rayos X; una estrella de neutrones de rotación lenta que debe haberse formado a partir de una estrella progenitora de gran masa.
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