Registran con precisión el crecimiento de una estrella bebé en longitudes de onda milimétricas

31 agosto, 2018

Artículo Científico

Los bebés crecen tan rápido que los padres quieren registrar su crecimiento sin perderse un solo instante. Lo mismo sucede con las estrellas bebé, conocidas como protoestrellas, cuyo crecimiento es observado por los astrónomos. Las edades de las protoestrellas, o, para ser más precisos, sus etapas evolutivas, han sido calculadas a partir de observaciones de longitudes de onda de infrarrojo medio. La etapa más joven, llamada Clase 0, se caracteriza por la ausencia de detección en longitudes de onda de infrarrojo medio y cercano, correspondientes a edades inferiores a los 300.000 años. Este criterio no permite diferenciar a las protoestrellas más jóvenes de las más maduras dentro de la categoría Clase 0. A partir de observaciones de protoestrellas más antiguas, los astrónomos dedujeron que las protoestrellas crecen más rápido en las primeras etapas de su vida que en las etapas posteriores, lo cual significa que se pierden momentos cruciales de su crecimiento.

Como es sabido, los fetos crecen muy rápido en el útero, al igual que las estrellas bebés. Gracias a las técnicas de escaneo con ultrasonido, los padres pueden escuchar los latidos del corazón del bebé durante los exámenes prenatales de rutina; incluso pueden medir el crecimiento de los huesos de sus muslos, la circunferencia de la cabeza y, quizás, obtener algunos indicios sobre su sexo. Todos estos indicadores nos proporcionan información sobre el crecimiento de los bebés.

La imagen de fondo muestra el cúmulo incubador de estrellas Serpens Main en el infrarrojo cercano. En el recuadro se muestra la ubicación de las dos protoestrellas Clase 0 SMM4A y SMM4B en el cúmulo en una longitud de onda de 1,3 mm. Créditos: ESO/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/Aso et al.

La imagen de fondo muestra el cúmulo incubador de estrellas Serpens Main en el infrarrojo cercano. En el recuadro se muestra la ubicación de las dos protoestrellas Clase 0 SMM4A y SMM4B en el cúmulo en una longitud de onda de 1,3 mm. Créditos: ESO/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/Aso et al.

De forma similar, para registrar las etapas evolutivas de las estrellas bebés, en vez de usar escáneres de ultrasonido los astrónomos usan telescopios milimétricos y submilimétricos. Para estudiar el crecimiento de las protoestrellas Clase 0, un equipo internacional de astrónomos encabezado por el Dr. Yusuke Aso, del Instituto de Astronomía y Astrofísica Academia Sinica (ASIAA, Taiwán), observó tres protoestrellas Clase o con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y diferenció distintos aspectos de sus etapas evolutivas. Gracias a las amplias capacidades de ALMA, el equipo reveló cuatro indicadores evolutivos en detalle: (1) el crecimiento de discos de polvo en 100 escalas de unidad astronómica, (2) la ampliación de los ángulos de apertura de los chorros, (3) la desorción de monóxido de carbono (CO) a partir de granos congelados debido al aumento de la temperatura y (4) el debilitamiento del choque de acreción. Estos cuatro fenómenos coinciden con las predicciones teóricas sobre las jóvenes protoestrellas.

Su trabajo demuestra la importancia de las longitudes de onda milimétricas para estudiar la evolución de las protoestrellas. El estudio fue posible gracias a la alta resolución espacial de ALMA, que permitió diferenciar la morfología a pequeña escala, y su gran sensibilidad, que permitió detectar la fina línea molecular de las zonas frías. El autor principal del artículo, Dr. Aso, afirma: “De ahora en adelante los momentos cruciales del rápido crecimiento de las estrellas bebé serán registrados con mayor precisión en las longitudes de onda milimétricas”.

Información adicional

Los resultados de la investigación se recogen en el artículo titulado “The Distinct Evolutionary Nature of Two Class 0 Protostars in Serpens Main SMM4” (‘La característica naturaleza evolutiva de dos protoestrellas Clase 0 en Serpens Main SMM4’), de Aso et al., que se publicará en The Astrophysical Journal.

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.