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ALMA detecta cobertor alrededor de estrella bebé
Martes 01 de Marzo de 2016

Gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) un equipo de investigadores logró determinar por primera vez los límites del disco de gas que rodea a una joven estrella y distinguirlo de la nube de gas circundante. Este hallazgo es de suma importancia para comprender las etapas iniciales de la evolución estelar.

El equipo encabezado por Yusuke Aso (estudiante de posgrado de la Universidad de Tokio) y Nagayoshi Ohashi (profesor del telescopio Subaru, del Observatorio Astronómico Nacional de Japón) observó la joven estrella TMC-1A, ubicada a 450 años luz de la Tierra, en la constelación del Tauro. TMC-1A es una protoestrella, es decir, una estrella en proceso de formación, y por eso todavía hay grandes cantidades de gas a su alrededor.

Las estrellas se forman en densas nubes de gas y crecen alimentándose del gas circundante, al igual que un feto que recibe nutrientes de la placenta de la madre. En este proceso, el gas no fluye directamente hacia la estrella, sino que primero se acumula y forma un disco que la circunda, el que a su vez alimenta el astro. Ahora bien, todavía no se sabe en qué momento del proceso de formación estelar aparece este disco, ni cómo evoluciona. Hasta ahora la falta de sensibilidad y resolución en las observaciones radioastronómicas había dificultado el estudio de este fenómeno.

Imagen 1

Imagen compuesta de las observaciones de TMC-1A. El denso gas observado con ALMA alrededor de la estrella se muestra en rojo. ALMA también detectó gas siendo expulsado por la estrella, un fenómeno característico de las estrellas jóvenes, mostrado aquí en blanco. La posición de la estrella se indica con una cruz. Aquí se puede descargar la imagen sin la cruz. Créditos ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Aso et al. | Descargar imagen

“Es en los discos que rodean a las estrellas jóvenes donde se forman los planetas”, explica Aso, autor principal del artículo publicado en The Astrophysical Journal. “Para entender el mecanismo de formación de un disco, tenemos que diferenciar el disco del envoltorio de gas externo con precisión y determinar exactamente sus límites”.

Con ALMA, los investigadores pudieron observar por primera vez y con gran precisión los límites entre el disco giratorio interno y el envoltorio externo que lo alimenta. Como el gas del envoltorio externo fluye continuamente hacia el disco, hasta ahora había sido difícil identificar la zona de transición. En efecto, el tenue gas que se desplaza a gran velocidad en los discos giratorios es difícil de observar. Sin embargo, ALMA es lo suficientemente sensible como para observar estos detalles e ilustrar con gran precisión la velocidad y la distribución del gas que conforma el disco. Gracias a ello, los investigadores pudieron distinguir el disco de su envoltorio.

Imagen 2

Movimiento del gas alrededor de TMC-1A. El color rojo indica que el gas se aleja de nosotros, mientras que el gas en azul se nos acerca. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Aso et al. | Descargar imagen

Según los hallazgos de los investigadores, el límite entre el disco y su envoltorio se encuentra a 90 unidades astronómicas de la joven estrella situada en el centro, una distancia tres veces superior a la órbita de Neptuno, el planeta más distante del Sistema Solar. El disco observado describe una rotación kepleriana, donde el material que está más cerca de la estrella gira más rápido que el material más distante.

Imagen 3

Representación artística de la joven estrella TMC-1A. La estrella se encuentra en el centro y está rodeada de un disco de gas que gira, envuelto a su vez en una nube de gas que fluye hacia el disco. Créditos: NAOJ | Descargar imagen

Estas observaciones supersensibles proporcionaron otros datos importantes sobre el objeto. A partir de mediciones detalladas de la velocidad de rotación, los investigadores pudieron determinar que la masa de la estrella equivale a 0,68 veces la masa de nuestro Sol. El equipo también descubrió que la tasa de desplazamiento del gas hacia la estrella equivale a un millonésimo de masa solar por año, a una velocidad de 1 km por segundo. Si bien la gravedad atrae el gas hacia la estrella ubicada en el centro, la velocidad medida es muy inferior a la velocidad en caída libre. Por consiguiente, algo debe de estar frenando el gas. Los investigadores sospechan que el responsable puede ser un campo magnético alrededor de la estrella.

“Creemos que a medida que la estrella crece, el límite entre el disco y su envoltorio se desplaza hacia fuera”, señala Aso. “Estamos seguros de que en el futuro las observaciones de ALMA mostrarán dicha evolución”.

Los resultados de este estudio se publicaron en un artículo de Aso et al. titulado “ALMA Observations of the Transition from Infall Motion to Keplerian Rotation around the Late-phase Protostar TMC-1A” (‘Observaciones con ALMA de la transición del movimiento centrípeto a la rotación kepleriana alrededor de la protoestrella en estapa tardía TMC-1A’) en The Astrophysical Journal.

Representación artística de la joven estrella TMC-1A. Créditos: NAOJ | Download video

Información adicional

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia de Taiwán (NSC), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.



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