ALMA es testigo del nacimiento de estrellas más allá de la Vía Láctea

Destacados

• ALMA ha permitido la primera medición de la función de masa de núcleos en una galaxia más allá de la Vía Láctea
• Las observaciones de la Nube de Magallanes Grande muestran que los núcleos en formación estelar siguen patrones similares a los de nuestra Galaxia
• Los resultados sugieren que las etapas más tempranas de la formación estelar podrían ser universales en distintos entornos galácticos

Un equipo astronómico ha utilizado el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para trazar, por primera vez, la distribución de masa de los grumos de gas y polvo a partir de los cuales nacen nuevas estrellas —la llamada función de masa de núcleos (CMF, por su sigla en inglés)— en una región de formación estelar fuera de la Vía Láctea.

El estudio, liderado por el Instituto Nacional de Astrofísica de Italia (INAF) y publicado en Nature Communications, se centra en la región 30 Dor-10, ubicada en la Nube de Magallanes Grande, una galaxia cercana a unos 160.000 años luz de la Tierra. La combinación de alta sensibilidad y resolución angular de ALMA permite resolver la estructura a pequeña escala de las regiones de formación estelar incluso en galaxias vecinas, abriendo una nueva ventana para el estudio de las etapas más tempranas de la formación estelar más allá de la Vía Láctea.

Para lograr este resultado, el equipo de investigación llevó a ALMA hasta los límites de sus capacidades para este tipo de estudio, alcanzando una resolución angular de 0,05 segundos de arco —equivalente a distinguir una moneda de un euro a 100 kilómetros de distancia—. Esta precisión permitió resolver estructuras de apenas 2.000 unidades astronómicas, identificando 70 núcleos densos distribuidos en cuatro protocúmulos a una distancia de 160.000 años luz. Para confirmar la naturaleza de estas estructuras y descartar contaminación por gas ionizado —un desafío particular en regiones tan activas—, el equipo combinó las observaciones de ALMA con datos del Telescopio Espacial Hubble y del Telescopio Espacial James Webb, los que también confirmaron que los núcleos detectados se encuentran aún en una fase temprana de su evolución.

"Estamos verdaderamente entusiasmados con los resultados obtenidos en este estudio. Gracias a ALMA, estudiar las masas de los núcleos en nuestra Galaxia se está volviendo casi 'rutinario', lo que sugiere en particular que la masa de nuestros núcleos parece evolucionar, especialmente en regiones de alta masa", señala Alessio Traficante, autor principal del estudio. "Hasta ahora, nadie había intentado llevar este tipo de investigación a regiones extragalácticas, que requieren una resolución y sensibilidad significativamente mayores que los estudios realizados dentro de la Vía Láctea. La identificación de más de 70 núcleos en 30 Dor-10 no estaba para nada garantizada, considerando que estábamos observando un entorno con un medio interestelar cuyas características son profundamente distintas a las de las principales regiones de formación estelar masiva de nuestra Galaxia. No teníamos idea de qué esperar antes de ver las imágenes de alta resolución obtenidas por ALMA."

Al comparar la distribución de masa de estos núcleos con la observada en la Vía Láctea, el equipo de investigación encontró que ambas siguen una tendencia similar, consistente con la Ley de Salpeter —un resultado notable dadas las marcadamente distintas condiciones en la Nube de Magallanes Grande, incluyendo menor metalicidad, distintos regímenes de turbulencia y un medio interestelar más fuertemente ionizado—. De manera crucial, si bien la función de masa inicial de las estrellas en entornos tan extremos puede mostrar un exceso de estrellas masivas, la fase más temprana de formación de núcleos parece seguir los mismos patrones observados en nuestra Galaxia, lo que sugiere que estos núcleos jóvenes continúan acretando masa con el tiempo independientemente de su entorno.

Los hallazgos sugieren que la fragmentación inicial de las nubes moleculares —el proceso que conduce a la formación de núcleos densos— podría ser en gran medida independiente del entorno galáctico circundante. Este trabajo, vinculado a grandes programas de ALMA como ALMA-IMF y ALMAGAL, abre la puerta a un estudio sistemático de la formación estelar en otras galaxias usando técnicas aplicadas hasta ahora solo dentro de la Vía Láctea, y permite a la comunidad astronómica comenzar a comprobar si las leyes físicas que rigen el nacimiento de las estrellas se mantienen constantes a lo largo del universo.

Informacion adicional

Los resultados de esta investigación aparecen en Nature Communications como "The fragmentation properties of massive star-forming regions in 30Dor-10 at 2000 au resolution" de A. Traficante et al.

Este artículo es una adaptación del comunicado de prensa original del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia (INAF).

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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