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Jueves 27 febrero de 2020 | Publicado a las 13:14
Astrónomos observan cómo las estrellas recién nacidas se preparan para el nacimiento de planetas
Por Camilo Suazo
La información es de Comunicado de Prensa
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Un equipo internacional de astrónomos usó dos de los radiotelescopios más poderosos del mundo, ALMA y el VLA, para generar más de 300 imágenes de discos protoplanetarios que rodean jóvenes estrellas de las nubes de Orión. Estas imágenes revelan nuevos detalles sobre los lugares donde se forman los planetas y las primeras etapas de los procesos de formación estelar.

La mayor√≠a de las estrellas del Universo est√°n acompa√Īadas de planetas. Estos planetas nacen en anillos de polvo y gas conocidos como discos protoplanetarios, e incluso las estrellas m√°s j√≥venes est√°n rodeadas por estos discos. Los astr√≥nomos buscan entender c√≥mo exactamente estos discos empiezan a formarse y qu√© aspecto tienen.

Sin embargo, las estrellas jóvenes emiten muy poca luz y están rodeadas de nubes de polvo y gas que funcionan como verdaderas incubadoras estelares. Por eso, solo los radiotelescopios más sensibles son capaces de detectar los diminutos discos que circundan a estas estrellas infantes en medio del denso material que compone estas nubes.

En la siguiente imagen puedes ver un subgrupo de estrellas, entre las que se incluyen algunas binarias. Mientras ALMA observa la parte externa del disco (en azul), el VLA observa los discos internos y los n√ļcleos de las estrellas (en naranja).

En este nuevo estudio, los astrónomos apuntaron el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), de la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos, a una región donde se forman muchas estrellas: las nubes moleculares de Orión. Se trata del estudio de estrellas y sus respectivos discos más ambicioso que se haya emprendido a la fecha, y se lo bautizó como VLA/ALMA Nascent Disk and Multiplicity (VANDAM).

Las estrellas muy jóvenes, también llamadas protoestrellas, se forman en nubes de polvo y gas en el espacio. La primera etapa de los procesos de formación estelar es el colapso de estas densas nubes debido a la gravedad. Al colapsar, estas nubes empiezan a girar hasta formar un disco plano alrededor de una protoestrella. La estrella crece alimentándose del material del disco, cuyos restos, con el tiempo, pueden terminar formando planetas.

Muchos de los aspectos de esta primera etapa de formación estelar, como la formación del propio disco, todavía no están del todo claros. Este estudio aporta nuevas pistas gracias al trabajo del VLA y de ALMA, que pudieron observar a través de las densas nubes y estudiar cientos de protoestrellas y sus discos en distintas etapas de formación.

Jóvenes discos protoplanetarios

‚ÄúEste estudio revel√≥ la masa y el tama√Īo promedios de estos discos protoplanetarios sumamente j√≥venes‚ÄĚ, celebra John Tobin, del Observatorio Radioastron√≥mico Nacional de Estados Unidos (NRAO) en Charlottesville (Virginia), quien dirige el equipo de investigaci√≥n. ‚ÄúAhora podemos compararlos con los discos m√°s desarrollados, que tambi√©n han sido muy estudiados con ALMA‚ÄĚ, indic√≥.

Tobin y su equipo descubrieron que los discos m√°s j√≥venes pueden ser de tama√Īo similar pero, en promedio, mucho m√°s masivos que los discos m√°s viejos. ‚ÄúA medida que crecen, las estrellas consumen cada vez m√°s material del disco. Por eso, los discos m√°s j√≥venes contienen mucho m√°s material bruto a partir del cual se pueden formar los planetas. Alrededor de estrellas muy j√≥venes pueden empezar a formarse los planetas m√°s grandes‚ÄĚ, sostuvo.

Cuatro protoestrellas especiales

Entre cientos de im√°genes obtenidas, cuatro protoestrellas llamaron la atenci√≥n de los cient√≠ficos por su aspecto peculiar. ‚ÄúEstas estrellas reci√©n nacidas ten√≠an un aspecto muy irregular y amorfo‚ÄĚ, explica la miembro del equipo, Nicole Karnath, quien estaba afiliada a la Universidad de Toledo (Ohio), y ahora se desempe√Īa en el centro SOFIA de la NASA. ‚ÄúCreemos que se encuentran en una de las primeras etapas de formaci√≥n, y es posible que algunas ni siquiera sean protoestrellas a√ļn‚ÄĚ, a√Īadi√≥.

El hecho de que los cient√≠ficos hayan encontrado cuatro objetos de este tipo es todo un logro. ‚ÄúRaramente encontramos m√°s de un objeto irregular como estos en una observaci√≥n‚ÄĚ, se√Īala Karnath, quien se bas√≥ en estas cuatro estrellas infantes para proponer una descripci√≥n esquem√°tica de las primeras etapas de formaci√≥n estelar. ‚ÄúNo conocemos su edad precisa, pero es muy probable que tengan menos de 10.000 a√Īos‚ÄĚ, sostuvo.

Para ser considerada una protoestrella t√≠pica (de clase 0), una estrella debe tener no solo un disco que gire a su alrededor, sino tambi√©n un chorro que expulse material en direcciones opuestas y despeje la densa nube que rodea la estrella hasta volverla visible en el espectro √≥ptico. Estos chorros son importantes porque impiden que las estrellas pierdan su eje giratorio mientras crecen. Ahora bien, los astr√≥nomos a√ļn no saben en qu√© momento empiezan a producirse estos chorros.

Una de las jóvenes estrellas observadas en este estudio, conocida como HOPS 404, tiene un chorro de apenas 2 kilómetros por segundo (los chorros de las protoestrellas suelen tener velocidades de unos 10-100 km/s).

‚ÄúEs un gran sol hinchado que sigue acumulando mucha masa, pero acaba de empezar a producir su chorro para perder impulso angular y seguir creciendo‚ÄĚ. explica Karnath. ‚ÄúEste es uno de los chorros m√°s peque√Īos que hemos visto, y avala nuestra teor√≠a sobre la primera etapa de formaci√≥n de las protoestrellas‚ÄĚ, enfatiz√≥.

ALMA y el VLA trabajando juntos

La increíble resolución y sensibilidad logradas con ALMA y el VLA fue fundamental para estudiar las zonas externas e internas de las protoestrellas y sus discos durante estas observaciones. Mientras ALMA es capaz de examinar en gran detalle el denso polvo presente alrededor de las protoestrellas, el VLA obtiene imágenes en longitudes de onda más largas, sumamente importantes para entender las estructuras internas de las protoestrellas más jóvenes a escalas inferiores a nuestro Sistema Solar.

‚ÄúAl combinar ALMA y el VLA obtenemos lo mejor de ambos tipos de herramienta‚ÄĚ, explica Tobin. ‚ÄúGracias a estos telescopios, empezamos a entender c√≥mo empiezan a formarse los planetas‚ÄĚ.

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