Una “ecografía” hecha por ALMA nos muestra un gigantesco embrión de estrella

10 julio, 2013

Nuevas observaciones llevadas a cabo con ALMA, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, han proporcionado a los astrónomos la mejor visión conseguida hasta ahora de una gigantesca estrella en pleno proceso de formación en el interior de una nube oscura. Se ha descubierto un útero estelar con más de 500 veces la masa del Sol — el más grande de los encontrados hasta el momento en la Vía Láctea — que aún está creciendo. La estrella embrionaria del interior de la nube devora con avidez el material que cae hacia el interior. Se cree que la nube dará a luz a una estrella muy brillante con más de 100 veces la masa del Sol.

Las estrellas más masivas y brillantes de la galaxia se forman en nubes frías y oscuras, pero el proceso no solo está envuelto en polvo, sino también en un halo de misterio [1]. Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado ALMA para obtener una ecografía prenatal en el rango de las microondas con el fin de conseguir una imagen más clara de la formación de este tipo de estrella gigantesca situada a unos 11.000 años-luz de distancia, en una nube conocida como Spitzer Dark Cloud (SDC) 335.579-0.292.

Hay dos teorías sobre la formación de las estrellas más masivas. Una de ellas sugiere que la oscura nube parental se fragmenta, creando varios núcleos pequeños que colapsan por sí mismos y, eventualmente, forman estrellas. La otra teoría es más dramática: toda la nube empieza a colapsar hacia el interior, con material que se precipita hacia el centro de la nube formando una o varias bestias estelares masivas. Un equipo liderado por Nicolas Peretto, del CEA/AIM Paris-Saclay (Francia) y la Universidad de Cardiff (Reino Unido), llegó a la conclusión de que ALMA era la herramienta perfecta para ayudarles a descubrir qué estaba ocurriendo en realidad.

Gracias a observaciones llevadas a cabo con el telescopio espacial Spitzer de la NASA y el telescopio espacial Herschel de la ESA, SDC335.579-0.292 se reveló como un impresionante entorno oscuro de densos filamentos de gas y polvo. Ahora el equipo ha utilizado la sensibilidad única de ALMA para ver en detalle tanto la cantidad de polvo como el movimiento del gas que se desplaza hacia el interior de la nube oscura, y han descubierto un verdadero gigante.

“Las extraordinarias observaciones de ALMA nos permitieron obtener la primera visión realmente profunda de lo que estaba ocurriendo en el interior de esa nube”, declara Peretto. “Queríamos ver cómo se forman y crecen estas estrellas gigantescas, ¡y sin duda lo hemos conseguido! Una de las fuentes que hemos encontrado es inmensa, se trata del núcleo protoestelar más grande de todos los que se han localizado hasta ahora en la Vía Láctea”.

Este núcleo — el útero que alberga al embrión de estrella — tiene unas 500 veces la masa del Sol girando en su interior [2]. Y las observaciones de ALMA muestran que hay mucho más material fluyendo todavía hacia el interior e incrementando aún más la masa. Finalmente, este material colapsará, formando una estrella joven de más de 100 veces la masa de nuestra estrella anfitriona, una bestia muy poco común.

“Aunque ya creíamos que la región era una buena candidata para ser una nube de formación de estrellas masivas, no esperábamos encontrar ese impresionante embrión estelar tan masivo en su centro”, afirma Peretto. “Se espera que este objeto acabe formando una estrella 100 veces más masiva que el Sol. ¡Solo una de cada diez mil de todas la estrellas de la Vía Láctea alcanzan tal cantidad de masa!”.

“Estas estrellas no son solo poco comunes, sino que su nacimiento es extremadamente rápido y su infancia muy corta, con lo que encontrar un objeto tan masivo en una etapa tan temprana de su evolución es un resultado espectacular”, añade un miembro del equipo, Gary Fuller, de la Universidad de Manchester (Reino Unido).

Otro miembro del equipo, Ana Duarte Cabral, del Laboratorio de Astrofísica de Burdeos (Francia), insiste en que  “las observaciones de ALMA revelan los detalles espectaculares de los movimientos de la red de filamentos de polvo y gas, y muestran que una enorme cantidad de gas está fluyendo hacia una compacta zona central”. ”. Esto apoya con fuerza la teoría del colapso global para la formación de estrella masivas, más que la de la fragmentación.

Estas observaciones formaron parte de la etapa de Ciencia Inicial de ALMA, y han utilizado tan solo una cuarta parte del conjunto total de antenas. “Conseguimos estas observaciones tan detalladas utilizando solo una parte del potencial total de ALMA”,concluye Peretto. “ALMA va a revolucionar nuestro conocimiento de la formación estelar, solucionando algunos problemas actuales, y sin duda dando lugar a otros nuevos”.

Notas

[1] Los astrónomos usan la expresión “estrella masiva” para referirse a aquellas que tienen unas diez o más veces la masa del Sol. Se refieren a la masa de la estrella, no a su tamaño.

[2] Esta región de formación estelar está formando numerosas estrellas. El núcleo de 500 masas solares es el más masivo de los que se han encontrado en esta ocasión.

Información adicional

ALMA, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, una instalación astronómica internacional, es una colaboración entre Europa, América del Norte y Asia Oriental  en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado en Europa por ESO, en América del Norte por la fundación Nacional de Ciencia de los Estados Unidos (NSF) en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencias (NSC) de Taiwán (NSC); y en Asia Oriental  por los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán. La construcción y operaciones de ALMA en Europa están lideradas por ESO; en América del Norte por el National Radio Astronomy Observatory(NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI); y en Asia Oriental por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ). El Joint ALMA Observatory (JAO) proporciona al proyecto la unificación tanto del liderazgo como de la gestión de la construcción, puesta a punto y operación de ALMA.

Esta investigación, titulada  “Global collapse of molecular clouds as a formation mechanism for the most massive stars”, aparece en un artículo de la revista Astronomy & Astrophysics.

El equipo está compuesto por N. Peretto (CEA/AIM Paris Saclay, Francia; Universidad de Cardiff, Reino Unido), G. A. Fuller (Universidad de Manchester, Reino Unido; Centro de Astrofísica Jodrell Bank y Centro Regional para ALMA del Reino Unido), A. Duarte-Cabral (LAB, OASU, Universidad de Burdeos, CNRS, Francia), A. Avison (Universidad de Manchester, Reino Unido; Centro Regional para ALMA del Reino Unido), P. Hennebelle (CEA/AIM Paris Saclay, Francia), J. E. Pineda (Universidad de Manchester, Reino Unido; Centro Regional para ALMA del Reino Unido; ESO, Garching, Alemania), Ph. André (CEA/AIM Paris Saclay, Francia), S. Bontemps (LAB, OASU, Universidad de Burdeos, CNRS, Francia), F. Motte (CEA/AIM Paris Saclay, Francia), N. Schneider (LAB, OASU, Universidad de Burdeos, CNRS, Francia) y S. Molinari (INAF, Roma, Italia).

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