La espiral que alimenta estrellas

Morelia, Mich., a 18 de junio de 2015.- Un grupo internacional de astrónomos, entre los que se encuentran 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 y el telescopio espacial Herschel revelaron que los brazos de la espiral alimentan de material a los grumos de gas donde precisamente 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.

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 nube. Estos "grumos gaseosos" siguen acumulando material y con el tiempo se dividen en partes más pequeñas llamadas núcleos, un proceso que los expertos llaman fragmentación. Precisamente, estos núcleos son las semillas donde varias estrellas, de muy diversos tamaños, nacen y crecen.

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

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?

Un grupo internacional de astrónomos, entre los que se encuentran investigadores de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), intentan dar respuesta a la pregunta anterior, uniendo y acoplando observaciones astronómicas hechas con telescopios de última generación.

"La idea que teníamos sobre cómo nacen las estrellas más grandes de la galaxia está cambiando y mejorando con el uso de nuevos instrumentos como ALMA y el telescopio espacial Herschel", dice Roberto Galván-Madrid investigador del Centro de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM, Campus Morelia, y coautor del trabajo publicado recientemente en la revista especializada The 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 increíble calidad y detalle de los datos tomados con ALMA, complementados con imágenes del telescopio Herschel, permitieron al grupo de investigadores desentrañar a G33.92+0.11 (1), una de las regiones en nuestra galaxia donde actualmente nacen y crecen estrellas masivas.

"Herschel nos permitió ver polvo y gas relativamente frío en G33.92, pero nosotros complementamos esas imágenes con otras obtenidas desde tierra con un radiotelescopio en Hawaii", dice Carlos Román-Zúñiga, investigador del Instituto de Astronomía de la UNAM, en Ensenada, México. "La fotografía final es increíble: encontramos brazos espirales de material gaseoso convergiendo hacia el centro de los grumos, ahí donde se forman las estrellas masivas. Estos brazos podrían transportar material desde distancias cercanas a los 20 años luz.", añade el Dr. Román-Zúñiga.

Los astrónomos proponen que los brazos detectados en G33.92 sirven como “distribuidores viales” o “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", dice Hauyu Baobab Liu, investigador del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sínica en Taiwan y primer autor del artículo científico. "De hecho, dentro de los mismos brazos detectamos núcleos de formación estelar", concluye el Dr. Liu. La investigación ayudará también a entender mejor el tipo de estrellas que se forman en regiones como G33.92. Es decir, cuántas estrellas 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 (2).

"Es probable que futuras observaciones nos permitan ver estructuras espirales similares en otros lugares de la Vía Láctea" dice el Dr. Galván-Madrid. "ALMA está dando sus primeros pasos y en México hay una creciente comunidad de científicos involucrados. Esto es muy bueno para la astronomía en nuestro país y el resto del mundo.", finaliza el investigador del CRyA.

En este trabajo participaron astrónomos de México, Taiwan, Alemania y Estados Unidos.

Sobre el CRyA

El Centro de Radioastronomía y Astrofísica es un centro de investigación de excelencia académica a nivel nacional e internacional, adscrito a la Universidad Nacional Autónoma de México, Campus Morelia. De acuerdo con la Academia Mexicana de Ciencias, es el centro en ciencias físicas en México con mayor impacto internacional.

Notas

(1) La región de G33.92+0.11 tiene un tamaño de unos 50 años luz, esto es 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).

(2) 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.