Las densas nubes moleculares en el centro de la Vía Láctea no logran formar estrellas
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Las densas nubes moleculares en el centro de la Vía Láctea no logran formar estrellas

13 septiembre, 2021 / Tiempo de lectura: 6 minutes

Nuevas observaciones con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) permitieron a astrónomos mapear con exquisito detalle el anillo de denso gas molecular que gira alrededor del agujero negro supermasivo en Sgr A * en el centro de nuestra galaxia. En ese anillo, también conocido como disco circumnuclear, encontraron miles de densos cúmulos de gas pero, sorprendentemente, ninguna formación estelar activa. Los investigadores creen que la tensión de marea del agujero negro o algún otro mecanismo evita que los cúmulos colapsen para formar nuevas estrellas.

Cada gran galaxia tiene un agujero negro supermasivo central que domina y es alimentado por gas molecular cercano. En muchas galaxias, también hay brillantes cúmulos nucleares de estrellas. Dado que el gas molecular es el material que alimenta los agujeros negros y también forma estrellas, el equipo de investigación quiso saber cuánto gas está disponible para formar estrellas y cuánto alimentará al agujero negro supermasivo. Sgr A * es el agujero negro supermasivo más cercano a nosotros. El primer desafío para que el gas molecular forme estrellas en las cercanías del Centro Galáctico es evitar que se desintegre por la fuerza de marea ejercida por el agujero negro. Esta fuerza puede romper fácilmente las nubes moleculares cercanas, evitando que acumulen suficiente masa para que se produzca la fragmentación y colapso del núcleo.

«El disco circumnuclear puede imaginarse como una fábrica de masas que giran alrededor del agujero negro supermasivo», explica Pei-Ying Hsieh, investigadora principal de este estudio y astrónoma becaria de ALMA. «Si la masa es demasiado fina, se estirará como espaguetis por el agujero negro y así lo alimentaría; si la masa es lo suficientemente densa, tiene la posibilidad de superar la fuerza de marea y convertirse en ‘pan’, y por tanto formar una estrella.»

Los astrónomos utilizaron ALMA para observar las líneas de emisión de moléculas de monosulfuro de carbono en el disco circumnuclear para lograr esta imagen. El monosulfuro de carbono es un trazador de gas denso que muestrea mejor el disco circumnuclear que el monóxido de carbono, una molécula de uso común para observar el gas interestelar. Este método proporcionó una mejor manera de restringir las densidades de gas y comprender mejor lo que está sucediendo en él.

El equipo de investigación descubrió que, si bien hay una cantidad significativa de gas disponible para formar estrellas, no hay evidencia clara de formación estelar. Las agrupaciones aparentemente inestables de gas molecular deberían entonces estabilizarse marginalmente por otras fuerzas como los campos magnéticos.

“Debido a que la señal polarizada generada por el campo magnético de la emisión de polvo es débil y difícil de medir, el campo magnético del disco circumnuclear aún no se ha probado a escala de agrupamiento (8000 AU)”, explica Hsieh. “Gracias a la alta resolución y sensibilidad de ALMA, hemos obtenido tiempo de observación para generar un mosaico del campo magnético del disco circumnuclear en el futuro. Luego continuaremos explorando el rol de los campos magnéticos en la formación de estrellas en esta región”.

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 Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), 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.

Imágenes

Imagen compuesta del telescopio espacial Hubble (rojo) mapeando gas ionizado caliente, y detalle de ALMA (azul y violeta) del gas molecular mucho más frío del disco circumnuclear Sgr A *.
Crédito: Dong, H. et al 2011 – ESA / Hubble | Hsieh, P.-Y. et al. – N. Lira – ALMA (EOS / NAOJ / NRAO)
Animación compuesta del telescopio espacial Hubble (rojo) mapeando gas ionizado caliente, y detalle de ALMA (azul y violeta) del gas molecular mucho más frío del disco circumnuclear Sgr A *.
Crédito: Dong, H. et al 2011 – ESA / Hubble | Hsieh, P.-Y. et al. – N. Lira – ALMA (EOS / NAOJ / NRAO)
Cúmulos de gas molecular superpuestos en el disco circumnuclear Sgr A * como los ve ALMA en la línea CS (7-6). Los círculos amarillos son cúmulos delgados que serán destruidos por la fuerza gravitacional del agujero negro supermasivo Sgr A*. Los círculos verdes son lo suficientemente densos como para sobrevivir a la deformación de las fuerzas de mareas producidas por el agujero negro, pero no pueden formar estrellas. Los círculos púrpura/rosa tienen la densidad necesaria para formar estrellas, pero no se ha observado formación estelar.
Crédito: Hsieh, P.-Y. et al. – ALMA (EOS / NAOJ / NRAO)

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