ALMA descubre crecimiento explosivo en joven protoestrella

4 noviembre, 2015

Gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un equipo de astrónomos descubrió una protoestrella adolescente que está experimentando una sucesión de crecimientos explosivos. Las señales de esta juventud intermitente se observan en un par de chorros que emanan de los polos de la estrella. Estos hallazgos fueron publicados en la revista científica Nature.

Conocida como CARMA-7, esta protoestrella forma parte de un grupo de docenas de objetos similares situados en la porción sur del cúmulo estelar de la Serpiente, a cerca de 1.400 años luz de la Tierra. Este cúmulo de objetos estelares jóvenes fue detectado por primera vez por el Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy (CARMA), del que heredó el nombre.

“Esta joven protoestrella experimenta períodos de rápido crecimiento intercalados por períodos de relativa calma. Normalmente, una estrella en esta etapa de la vida debería tener un crecimiento mucho más constante y tranquilo”, señala Adele Plunkett, ex investigadora de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos (NSF en su sigla en inglés) en la Universidad de Yale y actualmente asociada al Observatorio Europeo Austral (ESO en su sigla en inglés), en Chile. “Este fenómeno de formación estelar intermitente echa nuevas luces sobre las caóticas interacciones que se producen al interior de este compacto cúmulo de estrellas jóvenes”.

Todas las estrellas se forman en densas nubes de polvo y gas. A medida que el material se condensa y comienza la evolución de una estrella, el material circundante va formando un disco plano que gira y fluye hacia su superficie. Debido a la energía de rotación del material que compone el disco, y con la ayuda del campo magnético de la estrella, una parte de ese material es eyectado por los polos de la estrella, y de ahí surgen dos chorros que se pueden observar con radiotelescopios como ALMA.

“La excelente resolución de ALMA permitió observar las emisiones del monóxido de carbono y obtener una excelente imagen de la estructura de la joven protoestrella”, agrega José Gallardo, astrónomo de operaciones de ALMA y parte del equipo de esta investigación. “Como nunca antes, pudimos avanzar en el entendimiento del proceso de formación estelar en etapas muy tempranas”.

En un estudio realizado recientemente sobre varias protoestrellas de la porción sur de la Serpiente, los astrónomos se sorprendieron al encontrar una cuyos brillantes chorros parecían extinguirse y volver a renacer con una asombrosa regularidad, posiblemente alternando entre ambos estados en apenas 100 años. La protoestrella y sus chorros están orientados de forma tal que la mayor parte del chorro superior se aleja de nosotros y el inferior se nos acerca.

CARMA-7

Astrónomos obtuvieron con ALMA la imagen del crecimiento intermitente de una joven protoestrella conocida como CARMA-7. Los chorros simétricos –cada uno de aproximadamente 2,46 billones de kilómetros de largo– tienen distintas brechas, revelando un crecimiento episódico por parte de la estrella. Crédito: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); A. Plunkett et al.; ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)

Estos prominentes chorros proporcionan una vista sin precedentes de las propiedades del disco de acreción que rodea a la protoestrella. Como el proceso de acreción es opacado por el polvo y el gas circundantes, el chorro es un importante parámetro para observar. Sin embargo, puesto que hay varias estrellas formándose unas cerca de otras, los astrónomos necesitaban las poderosas observaciones realizadas con ALMA para desenmarañar las caóticas explosiones.

Los datos de ALMA revelaron 22 expulsiones distintas relacionadas con la protoestrella CARMA-7. Estas eyecciones, que se alejan hasta 2,46 billones de kilómetros de la protoestrella, también están teniendo un efecto sobre todo el cúmulo y entremezclándose con otros chorros.

En observaciones anteriores no se había logrado distinguir los chorros de CARMA-7 de aquéllos provenientes de protoestrellas cercanas.  “Estas fuentes son tan jóvenes y están tan agolpadas que ni la luz óptica ni el infrarrojo cercano permitían obtener una vista completa de la protoestrella y sus chorros”, explica Plunkett. “Esto demuestra la importancia de ALMA para observar una zona como ésta”.

Información adicional

Estos resultados fueron publicados en el artículo científico «The episodic molecular outflow in the very young cluster Serpens South», en la revista Nature.

El equipo está compuesto por Adele Plunkett (Departamento de Astronomía, Universidad de Yale, EE.UU.), Héctor G. Arce (Departamento de Astronomía, Universidad de Yale, EE.UU.), Diego Mardones (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Chile), Pieter van Dokkum (Departamento de Astronomía, Universidad de Yale, EE.UU.), Michael M.Dunham (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, EE.UU.), Manuel Fernández-López (Instituto Argentino de Radioastronomía, Argentina), José Gallardo (Joint ALMA Observatory, Chile), Stuartt A. Corder ( Joint ALMA Observatory, Chile)

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.

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