ALMA captura por primera vez el lugar de origen de un jet protoestelar magnetizado

En el universo, las estrellas y los planetas no se forman de golpe. Más bien, su formación se parece a un proceso largo de construcción. Alrededor de una estrella joven suele haber un disco de gas y polvo llamado disco de acreción. El material en este disco gira sin parar, se va juntando y eventualmente cae sobre la estrella, ayudando a que ésta crezca con el tiempo. Pero este proceso enfrenta un gran problema: si el material en el disco gira demasiado rápido, se hace difícil que pueda caer hacia adentro.

Desde hace tiempo la comunidad astronomica se plantea que los jets —chorros de gas expulsados a gran velocidad desde cerca de la estrella— podrían llevarse el exceso de energía rotacional, facilitando así que el material caiga hacia la estrella. Sin embargo, los puntos de lanzamiento de estos jets están extremadamente cerca de la estrella, sólo decenas de veces más cerca que lo que está la Tierra del Sol, y observaciones anteriores no habían permitido ver sus detalles ni determinar con claridad sus orígenes.

Un equipo internacional de investigación liderado por Chin-Fei Lee del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica (ASIAA) utilizó ALMA, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile, para observar un sistema protoestelar muy joven llamado HH 211. Esta protoestrella tiene apenas unos 35.000 años, sólo el 6 % de la masa del Sol y está ubicada aproximadamente a 1.000 años luz de distancia.

Este sistema posee un brillante jet bipolar, y lo más notable es que se trata de uno de los pocos casos conocidos en los que se ha detectado un campo magnético, lo que ofrece una rara oportunidad para poner a prueba modelos de eyección impulsados por campos magnéticos.

Las observaciones revelan que el jet se mueve a más de 100 kilómetros por segundo, pero rota muy lentamente, con un momento angular específico de sólo 4 au·km/s. Usando la conservación del momento angular y de la energía, el equipo determinó que el jet se origina en el borde más interno del disco de acreción, a apenas 0,02 unidades astronómicas de la estrella —una distancia que concuerda muy bien con el modelo teórico llamado X-wind.

Ese modelo explica cómo un campo magnético puede funcionar como una honda o catapulta para impulsar el gas hacia afuera, y predice una intensidad del campo magnético consistente con mediciones anteriores.

Este descubrimiento marca la primera vez que se identifica con tanta precisión el punto de lanzamiento de un jet magnetizado, confirmando directamente que los jets son realmente los “plomeros” de la formación estelar —es decir, que remueven los últimos restos de momento angular del disco de acreción para que el material pueda caer sin impedimentos sobre la estrella.

En el futuro, estas observaciones no sólo ayudarán a resolver el misterio de cómo se forman las estrellas, sino que también ampliarán nuestra comprensión de las etapas iniciales de la formación planetaria, ya que los planetas se desarrollan dentro de esos mismos discos.

Información adicional

Esta investigación se presentó en el artículo "A magnetized protostellar jet launched from the innermost disk at the truncation radius" [Un chorro protoestelar magnetizado lanzado desde el disco más interno en el radio de truncamiento], de Lee et al., publicado en Scientific Reports.

Este comunicado es una adaptación del Science Highlight original, publicado por el Instituto de Astronomía y Astrofísica Academia Sinica (ASIAA) de Taiwán.

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 miembro, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán (NSTC), 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 (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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