Astrónomos observan la formación de planetas alrededor de varias estrellas en las Nubes de Orión

Nubes moleculares de Orión. Los puntos amarillos señalan la ubicación de las protoestrellas observadas en una imagen de fondo tomada por el telescopio Herschel. Los paneles laterales muestran nueve protoestrellas jóvenes fotografiadas por ALMA (azul) y el VLA (naranja). / ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), J. Tobin; NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello; Herschel / ESA.

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 mayoría de las estrellas del Universo están acompañadas de planetas. Estos planetas nacen en anillos de polvo y gas conocidos como discos protoplanetarios, e incluso las estrellas más jóvenes están rodeadas por estos discos. Los astrónomos buscan entender cómo exactamente estos discos empiezan a formarse y qué 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 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.

Discos protoplanetarios jóvenes

“Este estudio reveló la masa y el tamaño promedios de estos discos protoplanetarios sumamente jóvenes”, celebra John Tobin, del Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos (NRAO) en Charlottesville (Virginia), quien dirige el equipo de investigación. “Ahora podemos compararlos con los discos más desarrollados, que también han sido muy estudiados con ALMA”.

Tobin y su equipo descubrieron que los discos más jóvenes pueden ser de tamaño similar pero, en promedio, mucho más masivos que los discos más viejos. “A medida que crecen, las estrellas consumen cada vez más material del disco. Por eso, los discos más jóvenes contienen mucho más material bruto a partir del cual se pueden formar los planetas. Alrededor de estrellas muy jóvenes pueden empezar a formarse los planetas más grandes”.

Cuatro protoestrellas especiales

Entre cientos de imágenes obtenidas, cuatro protoestrellas llamaron la atención de los científicos por su aspecto peculiar. “Estas estrellas recién nacidas tenían un aspecto muy irregular y amorfo”, explica la miembro del equipo, Nicole Karnath, quien estaba afiliada a la Universidad de Toledo (Ohio), y ahora se desempeña en el centro SOFIA de la NASA. “Creemos que se encuentran en una de las primeras etapas de formación, y es posible que algunas ni siquiera sean protoestrellas aún”.

El hecho de que los científicos hayan encontrado cuatro objetos de este tipo es todo un logro. “Raramente encontramos más de un objeto irregular como estos en una observación”, señala Karnath, quien se basó en estas cuatro estrellas infantes para proponer una descripción esquemática de las primeras etapas de formación estelar. “No conocemos su edad precisa, pero es muy probable que tengan menos de 10.000 años”.

Para ser considerada una protoestrella típica (de clase 0), una estrella debe tener no solo un disco que gire a su alrededor, sino también un chorro que expulse material en direcciones opuestas y despeje la densa nube que rodea la estrella hasta volverla visible en el espectro óptico. Estos chorros son importantes porque impiden que las estrellas pierdan su eje giratorio mientras crecen. Ahora bien, los astrónomos aún no saben en qué 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). “Es un gran sol hinchado que sigue acumulando mucha masa, pero acaba de empezar a producir su chorro para perder impulso angular y seguir creciendo”. explica Karnath. “Este es uno de los chorros más pequeños que hemos visto, y avala nuestra teoría sobre la primera etapa de formación de las protoestrellas”.

Fuente: https://www.almaobservatory.org/

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