Un pretzel cósmico

4 octubre, 2019

Artículo Científico

Utilizando ALMA, un equipo de astrónomos ha obtenido una imagen de muy alta resolución de dos discos en los que crecen estrellas jóvenes alimentadas por una compleja red de filamentos de gas y polvo en forma de pretzel. Observar este notable fenómeno arroja nueva luz sobre las primeras fases de la vida de las estrellas y ayuda a los astrónomos a determinar las condiciones en las que nacen las estrellas binarias.

Las dos estrellas bebé fueron encontradas en el sistema [BHB2007] 11 – el miembro más joven de un pequeño cúmulo estelar situado en la nebulosa oscura Barnard 59, que es parte de la nube de polvo interestelar llamada nebulosa de la Pipa. Observaciones anteriores de este sistema binario mostraron la estructura exterior. Ahora, gracias a la alta resolución de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array y al trabajo de un equipo internacional de astrónomos liderados por científicos del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE, Alemania), podemos ver la estructura interna de este objeto.

«Vemos dos fuentes compactas que interpretamos como discos circunestelares alrededor de las dos estrellas jóvenes», explica Felipe Alves (MPE), quien dirigió el estudio. Un disco circunestelar es el anillo de polvo y gas que rodea a una joven estrella. La estrella acreta materia del anillo para crecer y hacerse más grande. «El tamaño de cada uno de estos discos es similar al cinturón de asteroides de nuestro Sistema Solar y la separación entre ellos es de 28 veces la distancia entre el Sol y la Tierra», señala Alves.

Los dos discos circunestelares están rodeados por un disco más grande con una masa total de aproximadamente 80 masas de Júpiter, el cual muestra una compleja red de estructuras de polvo distribuidas en formas espirales: los bucles de pretzel. «Este es un resultado muy importante», subraya Paola Caselli, directora general del MPE, directora del Centro de Estudios Astroquímicos y coautora del estudio. «Finalmente hemos obtenido una imagen de la compleja estructura de las estrellas binarias jóvenes con los filamentos que las alimentan y que las conectan al disco en el que nacieron. Esto proporciona limitaciones importantes para los modelos actuales de formación de estrellas».

Las estrellas bebé acretan masa del disco de mayor tamaño en dos etapas. En la primera etapa, la masa se transfiere a los discos circunestelares individuales en hermosos bucles giratorios, que es lo que muestra la nueva imagen de ALMA. El análisis de los datos también reveló que el disco circunestelar menos masivo, pero más brillante — el de la parte inferior de la imagen—, acumula más material. En la segunda etapa, las estrellas acretan masa de sus propios discos circunestelares. «Esperamos que este proceso de acreción de dos etapas impulse la dinámica del sistema binario durante su fase de acreción masiva», añade Alves. «Aunque el hecho de que estas observaciones encajen bien con la teoría resulte ya muy prometedor, tendremos que estudiar más sistemas binarios jóvenes en detalle para entender mejor cómo se forman las estrellas cuando son múltiples».

Información adicional

Este trabajo de investigación se ha presentado en un artículo científico publicado el 3 de octubre de 2019 en la revista Science.

El equipo está formado por F. O. Alves (Centro de Estudios de Astroquímica, Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemania); P. Caselli (Centro de Estudios de Astroquímica, Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemania); J. M. Girart (Instituto de Ciencias del Espacio, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, España; e Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña, España); D. Segura-Cox (Centro de Estudios de Astroquímica, Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemania); G. A. P. Franco (Departamento de Física, Instituto de Ciencias Exactas, Universidad Federal de Minas Gerais, Brasil); A. Schmiedeke (Centro de Estudios de Astroquímica, Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemania); y B. Zhao (Centro de Estudios de Astroquímica, Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemania).

El conjunto ALMA, (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) es una instalación astronómica internacional fruto de la colaboración entre ESO, la Fundación Nacional para la Ciencia de EE.UU. (NSF, National Science Foundation) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS, National Institutes of Natural Sciences) en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado por ESO en nombre de sus países miembros; por la NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC, National Research Council) y el Consejo Nacional de Ciencias de Taiwán (NSC, National Science Council), y por el NINS en cooperación con la Academia Sínica (AS) de Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea (KASI, Korea Astronomy and Space Science Institute).

La construcción y operaciones de ALMA están lideradas por ESO en nombre de sus países miembros; por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO, National Radio Astronomy Observatory), gestionado por Associated UniversitiesInc.(AUI), en América del Norte; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ, National Astronomical Observatory of Japan) en Asia Oriental. El Observatorio Conjunto ALMA (Joint ALMA Observatory, JAO) proporciona al proyecto la unificación tanto del liderazgo como de la gestión de la construcción, puesta a punto y operaciones de ALMA.

Imágenes

El conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) captó esta imagen sin precedentes de dos discos circunestelares en los que están creciendo dos estrellas bebé, alimentadas con el material del disco circundante que ha dado lugar a su nacimiento. La compleja red de estructuras de polvo distribuidas en formas espirales recuerda a los bucles de un pretzel. Estas observaciones arrojan nueva luz sobre las primeras fases de la vida de las estrellas y ayudan a los astrónomos a determinar las condiciones en las que nacen las estrellas binarias. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Alves et al.

El conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) captó esta imagen sin precedentes de dos discos circunestelares en los que están creciendo dos estrellas bebé, alimentadas con el material del disco circundante que ha dado lugar a su nacimiento. La compleja red de estructuras de polvo distribuidas en formas espirales recuerda a los bucles de un pretzel. Estas observaciones arrojan nueva luz sobre las primeras fases de la vida de las estrellas y ayudan a los astrónomos a determinar las condiciones en las que nacen las estrellas binarias. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Alves et al.

 

Esta imagen muestra a Barnard 59, parte de la enorme nube oscura de polvo interestelar llamada Nebulosa de la Pipa. Esta nueva y detallada imagen de lo que se conoce como nebulosa oscura fue obtenida por el instrumento Wide Field Imager instalado en el telescopio MPG/ESO de 2,2 metros en el Observatorio La Silla de ESO. Esta imagen es tan grande que es altamente recomendable ver la versión con zoom para apreciarla en mejor. Crédito: ESO

Esta imagen muestra a Barnard 59, parte de la enorme nube oscura de polvo interestelar llamada Nebulosa de la Pipa. Esta nueva y detallada imagen de lo que se conoce como nebulosa oscura fue obtenida por el instrumento Wide Field Imager instalado en el telescopio MPG/ESO de 2,2 metros en el Observatorio La Silla de ESO. Esta imagen es tan grande que es altamente recomendable ver la versión con zoom para apreciarla en mejor. Crédito: ESO

 

Este mapa muestra la ubicación de Barnard 59 en la Constelación de Ofiuco (El portador de la Serpiente o Serpentario). La mayor parte de las estrellas de esta imagen pueden verse a simple vista bajo buenas condiciones meteorológicas, y la propia Barnard 59 está señalada con un círculo rojo en la imagen. Esta nebulosa oscura es parte de la Nebulosa de la Pipa, que destaca por su oscuridad en la Vía Láctea y puede también puede verse a simple vista bajo buenas condiciones. Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope

Este mapa muestra la ubicación de Barnard 59 en la Constelación de Ofiuco (El portador de la Serpiente o Serpentario). La mayor parte de las estrellas de esta imagen pueden verse a simple vista bajo buenas condiciones meteorológicas, y la propia Barnard 59 está señalada con un círculo rojo en la imagen. Esta nebulosa oscura es parte de la Nebulosa de la Pipa, que destaca por su oscuridad en la Vía Láctea y puede también puede verse a simple vista bajo buenas condiciones. Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope

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