Estructura espiral detectada ayudaría a descifrar la formación de estrellas

Un grupo internacional de astrónomos de Taiwán, Alemania, Estados Unidos y México, entre los que se encuentran dos investigadores de la UNAM, detectó una estructura espiral en una región de formación de estrellas de alta masa.

Las observaciones hechas con el conjunto de antenas ALMA (ubicado en Atacama, Chile) y el telescopio espacial Herschel, revelaron que los brazos de la espiral alimentan de material a los grumos de gas donde nacen estrellas mucho más grandes que el Sol.

Si pensamos en los cientos de estrellas que podemos ver en una noche de verano y de las millones que pueblan nuestra galaxia, podría sonar paradójico que los astrónomos aún no entiendan del todo cómo nacen nuestras brillantes compañeras nocturnas, especialmente las más grandes y masivas.

Cómo nacen las estrellas

La idea más aceptada entre los investigadores sobre la formación de las estrellas comienza dentro de gigantescas nubes de gas de hidrógeno, que a lo largo de millones de años colapsan poco a poco hacia zonas más densas en cada una. Estos grumos gaseosos siguen con la acumulación de material y con el tiempo se dividen en partes más pequeñas, llamadas núcleos, en un proceso de fragmentación. Precisamente, estos últimos son las semillas donde varias estrellas, de diversos tamaños, nacen y crecen.

El problema con la descripción anterior es que las estrellas más grandes y masivas se desarrollan más rápido que sus hermanas pequeñas, y esas gigantes podrían destruir en poco tiempo los cuneros estelares. En teoría, las masivas limitan el nacimiento de otras, incluso el crecimiento de ellas mismas.

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Créditos: ALMA (ESO/NAOJ)/NRAO, H. B. Liu.

Pregunta abierta

Así, una de las preguntas más importantes que tiene la astronomía actual es: ¿cómo hacen las estrellas más grandes para crecer y desarrollarse en los ambientes gaseosos donde se les observa hoy en día?

El grupo internacional de astrónomos intenta dar respuesta a ese cuestionamiento, con la unión y acoplamiento de observaciones astronómicas hechas con telescopios de última generación.

“La idea que teníamos sobre cómo nacen las estrellas más grandes de la galaxia cambia y mejora con el uso de nuevos instrumentos como ALMA y el telescopio espacial Herschel”, dijo Roberto Galván Madrid, investigador del Centro de Radioastronomía y Astrofísica (CRyA) de la UNAM (con sede en Morelia) y coautor del trabajo publicado en la revistaThe Astrophysical Journal.

ALMA es el acrónimo de Atacama Large Millimeter Array, un conjunto de 64 antenas ubicadas en el desierto chileno de Atacama y cuyas condiciones climáticas y geográficas permiten a los astrónomos obtener excelentes imágenes del cosmos.

Precisamente, la calidad y detalle de los datos tomados, complementados con imágenes del telescopio Herschel, permitieron a los investigadores desentrañar a la región G33.92+0.11, una de las zonas de nuestra galaxia donde actualmente nacen y crecen estrellas masivas.

Esa región tiene un tamaño de unos 50 años luz, unas 25 veces nuestro Sistema Solar, y se encuentra a poco más de 23 mil años luz de la Tierra, en dirección de la frontera entre las constelaciones de Scutum (el escudo), Aquila (el águila) y Serpens (la serpiente).

Con Herschel fue posible ver polvo y gas relativamente frío en la región G33.92, “pero nosotros complementamos esas imágenes con otras obtenidas desde la Tierra con un radiotelescopio en Hawái”, comentó Carlos Román-Zúñiga, investigador del Instituto de Astronomía (IA) sede Ensenada de esta casa de estudios.

“La fotografía final es increíble: encontramos brazos espirales de material gaseoso que convergen hacia el centro de los grumos, ahí donde se forman las estrellas masivas. Esos brazos podrían transportar material desde distancias cercanas a los 20 años luz”, añadió.

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Vista de una simulación computacional de una región de formación estelar (imagen en rojo) y las observaciones de G33.92 hechas con ALMA (imagen en azul). Créditos: ALMA (ESO/NAOJ)/NRAO, H. B. Liu, J. Dale.

Avenidas que llevan material interestelar

Los astrónomos proponen que los brazos detectados en la región G33.92 sirven como “avenidas enormes” por donde el material interestelar cae, desde las partes más lejanas, hasta los núcleos de gas.

En este caso, los investigadores usaron los datos de ALMA para detectar el movimiento de material compuesto por sustancias como sulfuro de carbono (CS) y acetonitrilo (CH3CN).

“Incluso el gas molecular parece caer hacia los núcleos donde hay formación de estrellas, siguiendo el camino de los brazos espirales que vemos con ALMA”, señaló Hauyu Baobab Liu, investigador del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sínica en Taiwán y primer autor del artículo.

“De hecho, dentro de los mismos brazos detectamos núcleos de formación estelar”, agregó Liu.

La investigación ayudará a entender mejor el tipo de estrellas que se forman en regiones como G33.92. Es decir, cuántas de diversos tamaños y masas nacen dentro de los grumos de gas interestelar.

El resultado de estas observaciones sin precedentes permitió a los astrónomos estimar que el material de los grumos más grandes en G33.92 equivale a unas 300 veces la masa del Sol, pero en la región completa podría haber gas interestelar hasta varios miles de veces la masa de nuestra estrella.

El Sol es la estrella más cercana a nosotros. Tiene un diámetro de 1.39 millones de kilómetros, es decir, 100 veces el tamaño de la Tierra, y una masa de dos mil cuatrillones de toneladas.

“Es probable que futuras observaciones nos permitan ver estructuras espirales similares en otros lugares de la Vía Láctea”, estimó Galván Madrid, quien precisó que el conjunto de antenas ALMA da sus primeros pasos y en México hay una creciente comunidad de científicos involucrados. “Esto es bueno para la astronomía en nuestro país y el resto del mundo”, concluyó.

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