Descubren con ALMA, por primera vez, un disco alrededor de una estrella en otra galaxia

Descubren con ALMA, por primera vez, un disco alrededor de una estrella en otra galaxia

29 Noviembre, 2023 / Tiempo de lectura: 10 minutes

Artículo científico

En un descubrimiento sin precedentes, un equipo de astrónomos y astrónomas utilizó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para observar un disco alrededor de una estrella joven en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia vecina a la nuestra. Es la primera vez que se encuentra, fuera de nuestra galaxia, un disco de este tipo, idéntico a los que forman planetas en nuestra propia Vía Láctea. Las nuevas observaciones revelan la presencia de una estrella masiva joven creciendo, acretando materia de su entorno y formando un disco giratorio.

«Cuando vi por primera vez la evidencia de una estructura giratoria en los datos de ALMA, no podía creer que hubiéramos detectado el primer disco de acreción extragaláctico. Fue un momento especial», afirma Anna McLeod, profesora asociada de la Universidad de Durham (Reino Unido) y autora principal del estudio publicado en Nature. «Sabemos que los discos son vitales para la formación de estrellas y planetas en nuestra galaxia, y ahora, por primera vez, estamos viendo evidencias directas de este proceso en otra galaxia».

Este estudio continua con las observaciones realizadas con el instrumento MUSE, instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, que detectó un chorro lanzado por una estrella en formación (el sistema fue bautizado como HH 1177) en el interior de una nube de gas en la Gran Nube de Magallanes. «Descubrimos un chorro que provenía de esta joven estrella masiva, y su presencia es una señal de la acreción continua del disco», declara McLeod. Pero para confirmar la presencia del disco, el equipo necesitaba medir el movimiento del denso gas que hay alrededor de la estrella.

La materia atraída hacia una estrella en crecimiento no cae directamente sobre ella, sino que se aplana en un disco giratorio alrededor de la misma. Cuanto más cerca está del centro, el disco gira más rápido, y esta diferencia de velocidad es la prueba irrefutable que muestra a la comunidad astronómica la presencia de un disco de acreción.

«La frecuencia de la luz cambia dependiendo de la rapidez con la que el gas que emite la luz se acerca o se aleja de nosotros», explica Jonathan Henshaw, investigador de la Universidad John Moores de Liverpool (Reino Unido) y coautor del estudio. «Es el mismo fenómeno que ocurre cuando el tono de la sirena de una ambulancia cambia a medida que pasa y la frecuencia del sonido va de mayor a menor».

Las detalladas mediciones de frecuencia de ALMA permitieron a los autores distinguir el giro característico de un disco, confirmando la detección del primer disco alrededor de una estrella joven extragaláctica.

Las estrellas masivas, como la que se observa aquí, se forman mucho más rápido y viven vidas mucho más cortas que las estrellas de baja masa como el Sol. En nuestra galaxia, estas estrellas masivas son bastante difíciles de observar y, a menudo, están oscurecidas por el material polvoriento del que se forman cuando se genera un disco a su alrededor. Sin embargo, en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia a 160.000 años luz de distancia, el material del que nacen nuevas estrellas es sustancialmente diferente al de la Vía Láctea. Gracias al menor contenido de polvo, HH 1177 ya no está envuelta en su burbuja original, lo que ofrece a la comunidad astronómica una vista sin obstáculos, aunque lejana, de la formación de estrellas y planetas.

«Estamos en una era de rápidos avances tecnológicos en lo que respecta a las instalaciones astronómicas», declara McLeod. «Poder estudiar cómo se forman las estrellas a distancias tan increíbles y en una galaxia diferente es muy emocionante».

Información adicional

Este trabajo da investigación se ha presentado en un artículo titulado «A likely Keplerian disk feeding an optically revealed massive young star», publicado en la revista Nature (doi: 10.1038/s41586-023-06790-2). El equipo está compuesto por A. F. McLeod (Centro de Astronomía Extragaláctica, Departamento de Física, Universidad de Durham, Reino Unido; Instituto de Cosmología Computacional, Departamento de Física, Universidad de Durham, Reino Unido); P. D. Klaassen (Centro de Tecnología Astronómica del Reino Unido, Real Observatorio de Edimburgo, Reino Unido); M. Reiter (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Rice, Estados Unidos); J. Henshaw (Instituto de Investigación de Astrofísica, Universidad John Moores de Liverpool, Reino Unido; Instituto Max Planck de Astronomía, Alemania); R. Kuiper (Facultad de Física, Universidad de Duisburg-Essen, Alemania); y A. Ginsburg (Departamento de Astronomía, Universidad de Florida, EE.UU.).

El Observatorio Europeo Austral (ESO), socio de ALMA en nombre de Europa, publicó el comunicado de prensa original.

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 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, 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 y Videos

Esta reproducción artística muestra el sistema HH 1177, que se encuentra en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia vecina a la nuestra. El joven y masivo objeto estelar que brilla en el centro está captando materia de un disco polvoriento al mismo tiempo que expulsa materia a través de potentes chorros. Utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un equipo de astrónomos y astrónomas logró detectar evidencias de la presencia de este disco mediante la observación de su rotación. Es la primera vez que se descubre, en otra galaxia, un disco alrededor de una estrella joven, el tipo de disco idéntico a los que forman planetas en nuestra propia galaxia. Crédito: ESO/M. Kornmesser
Con las capacidades combinadas del Very Large Telescope (VLT) de ESO y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), se ha observado un disco alrededor de una joven estrella masiva en otra galaxia. Las observaciones del instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer, explorador espectroscópico de unidades múltiples), instalado en el VLT, a la izquierda, muestran la nube madre, LHA 120-N 180B, en la que se observó por primera vez este sistema, denominado HH 1177. La imagen del centro muestra los chorros que lo acompañan. La parte superior del chorro está ligeramente dirigida hacia nosotros y, por lo tanto, desplazada hacia el azul; el de abajo se aleja de nosotros y, por lo tanto, se desplaza hacia el rojo. Las observaciones de ALMA, a la derecha, revelaron el disco giratorio alrededor de la estrella, de manera similar, con lados que se acercan y se alejan de nosotros. Crédito: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. McLeod et al.
Este mosaico muestra, en su centro, una imagen real del joven sistema estelar HH 1177, en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia vecina a la Vía Láctea. La imagen fue obtenida con el instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer, explorador espectroscópico de unidades múltiples), instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, y muestra los chorros lanzados desde la estrella. A continuación, el equipo utilizó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), para encontrar evidencias de la presencia de un disco alrededor de la joven estrella. En el panel derecho se muestra una reproducción artística del sistema, que muestra tanto los chorros como el disco. Crédito: ESO/A. McLeod et al./M. Kornmesser
Esta deslumbrante región de formación de nuevas estrellas en la Gran Nube de Magallanes (LMC, por sus siglas en inglés) fue captada por el instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), instalado en el Very Large Telescope de ESO. La relativamente pequeña cantidad de polvo existente en LMC y la precisa visión de MUSE han permitido obtener intrincados detalles de la región en luz visible. Crédito: ESO, A McLeod et al.
Esta deslumbrante región de formación de nuevas estrellas en la Gran Nube de Magallanes (LMC, por sus siglas en inglés) fue captada por el instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), instalado en el Very Large Telescope de ESO. La relativamente pequeña cantidad de polvo existente en LMC y la precisa visión de MUSE han permitido obtener intrincados detalles de la región en luz visible.
La imagen es una composición a color hecha a partir de exposiciones del sondeo Digitized Sky Survey 2 y muestra la zona que rodea a LHA 120-N 180B, visible en el centro de la imagen. Crédito: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin
Este mapa muestra la ubicación de la región HII conocida como LHA 120-N 180B, en la constelación de Mensa (la Montaña de la Mesa). Mensa es la única constelación bautizada con el nombre de una característica geográfica de la Tierra: fue nombrada así por el astrónomo francés Nicolás Louis de Lacaille por haberla observado desde la Montaña de la Mesa, en el Cabo de Buena Esperanza (Sudáfrica). Este mapa incluye la mayoría de las estrellas visibles a simple vista bajo buenas condiciones, y se señala la región del cielo que se muestra en esta imagen. Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope
La recreación artística de esta animación muestra el sistema HH 1177, un objeto estelar joven y masivo ubicado en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia vecina a la nuestra. Utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) un equipo de astrónomos y astrónomas logró detectar la presencia de un disco en HH 1177 observando su rotación, tal y como se muestra en la recreación artística. Es la primera vez que la comunidad astronómica encuentra, fuera de nuestra galaxia, un disco alrededor de una estrella joven, el tipo de disco idéntico a los que forman planetas en nuestra propia galaxia. La estrella que brilla en el centro está captando materia de un disco polvoriento y, al mismo tiempo, expulsa materia en forma de potentes chorros. Crédito: ESO/M. Kornmesser
Este vídeo comienza con una vista amplia de la Vía Láctea, para luego acercarnos a la Gran Nube de Magallanes, situada a 160 000 años luz de distancia, hasta llegar al joven sistema estelar HH 1177, que se encuentra en su interior. Con el instrumento MUSE, instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, un equipo de astrónomos y astrónomas descubrió la presencia de un sistema de chorros procedente de una estrella joven y masiva. Utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), también se descubrió un disco giratorio, el primero fuera de nuestra propia galaxia. La reproducción artística del final, revela el sistema de acuerdo con estas observaciones. Crédito: ESO

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