23 de febrero de 2009

La turbulencia podría promover el nacimiento de estrellas masivas

Imagen: ESO/S. Kraus et al.

En las largas y oscuras noches del invierno boreal, la constelación de Orión, el cazador, domina el cielo. Dentro de la espada del cazador, la Nebulosa de Orión envuelve un cúmulo de estrellas recién nacidas llamado Trapecio. Estas estrellas son jóvenes pero poderosas, cada una reluce con un brillo 100.000 veces el del Sol. También son masivas, pues contienen de 15 a 30 veces la masa del Sol.

¿De dónde vienen las estrellas de Trapecio? La pregunta no es tan simple como parece. Cuando proviene de la teoría de cómo se forman las estrellas masivas, el diablo está en los detalles.

Sabemos lo básico: una nube de gas cósmico se contrae, haciéndose cada vez más densa y más caliente hasta que la fusión nuclear se enciende. Pero ¿cómo comienza la formación de una estrella masiva? ¿Qué determina el número de estrellas que se forman a partir de una única nube? Nuevos datos del conjunto de antenas submilimétricas SMA, un proyecto conjunto del Observatorio Astrofísico Smithsoniano y del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia China, está ayudando a contestar estas preguntas.

El SMA permite a los astrónomos estudiar las primeras etapas de formación de estrellas, que están ocultas dentro de capullos de polvo y gas que bloquean la luz visible. En un estudio recién aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal, un equipo de astrónomos del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsoniano CFA, estudiaron dos capullos cósmicos situados a 15.000 años luz de distancia, en la constelación Serpens Cauda.

Una región muestra un calentamiento significativo, lo que indica que ya se han formado nuevas estrellas masivas. La otra región tiene un material suficiente como para formar estrellas masivas, pero muestra signos de poca formación de estrellas. Está en una de las etapas más tempranas que se han identificado del nacimiento de estrellas.

"El SMA nos permite ver el polvo y el gas en el capullo con detalles sorprendentes, y sondear las etapas iniciales de la formación de estrellas masivas", dijo el astrónomo del Smithsonian Qizhou Zhang, quien es el autor principal del informe.

Al comparar los datos del SMA con las predicciones teóricas, los astrónomos pueden poner a prueba su comprensión de cómo se forman las estrellas más masivas que el Sol.

En la formación de estrellas, la gravedad tira del material hacia el interior y se condensa. La gravedad también tiende a fragmentar la nube en contracción en pedazos más y más pequeños, lo que conduce a un cúmulo de estrellas. Esta fragmentación también puede inhibir la formación de estrellas masivas. Como resultado de ello, algunos teóricos proponen que se deben formar estrellas masivas a partir de las colisiones de protoestrellas menores.

Dos fuerzas se oponen a la gravedad y contrarrestan la fragmentación de la nube: la presión térmica del calor de las protoestrellas y la turbulencia. Esto puede permitir que las estrellas masivas se formen directamente a partir de la acreción. Un trabajo anterior sugería que la presión térmica fue la influencia más importante, pero el nuevo estudio del SMA considera que la turbulencia es más importante, al menos en las escalas espaciales examinadas.

"Lo que resulta único de estas observaciones del SMA es que podemos contrastar algunas de las hipótesis de formación de estrellas masivas con las observaciones, por primera vez", dijo Zhang. "A diferencia de lo que se ha supuesto en los modelos teóricos, encontramos que la fragmentación es suprimida en las nubes, no por el calentamiento estelar, sino más bien por la turbulencia".

El equipo ya ha previsto los futuros estudios. "Hemos comenzado a comprender las condiciones iniciales en las regiones distantes de formación de estrellas masivas. Un gran relevamiento que hemos puesto en marcha con el SMA, en un futuro próximo, revelará la naturaleza de varios de esos objetos ", dijo Pillai Thushara del CFA, coautor del informe.

(jg) (mg)

Más información en:
http://www.cfa.harvard.edu/