¿Qué ocurre cuando tres estrellas rodeadas de gas y polvo se disputan el material interestelar y hasta a sus recién nacidos protoplanetas?
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Misteriosas microondas provienen de nanodiamantes entorno a estrellas recién nacidas
Unos de los diamantes más diminutos en el Universo han sido detectados girando alrededor de tres sistemas estelares jóvenes en la Vía Láctea. Estas piedras preciosas microscópicas resultaron ser la fuente de un misterioso brillo cósmico de microondas que emana de varios discos protoplanetarios.
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La difícil tarea de ver nacer una estrella
Nunca nadie ha presenciado el nacimiento de una estrella. ¿Porqué? Bueno… a diferencia de lo que comúnmente entendemos como “nacimiento” en la naturaleza terrestre, los procesos de formación y crecimiento en muchos objetos cósmicos generalmente duran miles, cientos de miles o millones de años. A lo más que aspiramos es a valorar de forma aproximada si las características de algo corresponden con los momentos previos, recientes o tardíos al “instante de…”, en este caso, el nacimiento de las estrellas.
Por otro lado, mirar hasta las entrañas de las regiones donde nacen las estrellas es una tarea sumamente difícil (debido al polvo y gas apostado ahí) y requerimos usar luz invisible a nuestros ojos, es decir, ondas de radio, microondas y radiación infrarroja que logran salir desde los astros más embebidos. Y aún así, muchas veces resulta más fácil detectar fenómenos “indirectos”, que nos ayudan a inferir los procesos principales que nos interesan.
Por ejemplo, hay dos señales contundentes que nos indican que las estrellas se encuentran aún en sus etapas más tempranas. Primero, los discos de gas y polvo que las alimentan; y segundo, chorros o jets que se forman mientras estos materiales intentan caer hacia el centro, pero terminan expulsados (y empujando material a su alrededor) a miles de millones de kilómetros, creando largas estructuras bipolares, asequibles para muchos telescopios.
Así, el estudio de estos “flujos de gas molecular” resulta muy importante para dilucidar las propiedades de la o las estrellas que recién han comenzado a crecer.
Aunque es complicado observar y estudiar directamente el hidrógeno molecular, la principal fuente de alimento de las estrellas en crecimiento (y abundante en esos chorros de material empujado), los científicos han encontrado formas de filtrar la luz que les interesa y analizarla. Al día de hoy, hay muchos telescopios y cámaras que detectan la radiación producida por excitación de las moléculas de hidrógeno (H2).
Eso fue lo que recientemente hicieron un grupo de astrónomos liderados por la Dra. Grace Wolf-Chase, del Planetario Adler, en Chicago, EU. Ellos usaron un instrumento llamado NICFPS (que significa Near-Infrared Camera and Fabry-Perot Spectrometer), que básicamente es una cámara Infrarroja con un espectrógrafo, montado en un telescopio de 3.5 metros en Nuevo México, EU. La combinación del telescopio con la cámara, que filtra rebanadas de luz infrarroja, permite ver la radiación que sale cuando el H2 choca violentamente y brilla a esas longitudes de onda.
Para evitar confusión con material no asociado a los flujos, los investigadores establecieron límites mínimos en la cantidad de radiación, pudiendo trazar las eyecciones y las jóvenes estrellas que los producen. En especial, este tipo de observaciones se realizan donde se cree que hay estrellas mucho más masivas que el Sol, en sus etapas tempranas de crecimiento.
Los astrónomos encontraron que, de forma similar a las estrellas de baja masa (como el Sol), las más grandes y masivas presentan chorros de gas molecular y casi con seguridad discos que las alimentan, extrapolando así, los mismos procesos de formación para casi cualquier tipo de estrella.
Este es apenas un ejemplo de las muchas y variadas observaciones que se hacen en la difícil tarea de ver nacer una estrella, o por lo menos, ver las primerísimas etapas de su vida.
Los resultados de la investigación fueron presentados en el artículo https://arxiv.org/abs/1706.00375 . Más información en idioma inglés aquí.
El polvoriento cinturón de Orión
Polvo y gas son los principales trazadores que nos indican donde se forman estrellas. Sin embargo, el estudio de estos dos ingredientes se hace muy difícil si únicamente usamos observaciones con telescopios tradicionales, sensibles en la parte óptica del espectro.
Es aquí donde entran en escena los radiotelescopios: una antena o conjunto de ellas observando “luz” en las partes centimétricas, milimétricas y submilimétricas del espectro electromagnético.
Precisamente, la antena APEX, en el desierto chileno, acaba de mapear, a longitudes de onda submilimétricas, la zona de Messier 78 (M78), una región llena de gas, polvo y con un resplandeciente color blanco-azul debido a la luz dispersada proveniente de las estrellas. Es lo que llamamos una nebulosa de reflexión.
Lo que APEX encontró fue que una serie de filamentos oscuros, asociados a M78, contienen grumos de gas y polvo donde están por nacer más estrellas. Varios de estos grumos ya tienen actividad estelar y muestran los llamamos flujos moleculares, esto es, gas arrojado casi perpendicularmente a discos de acreción, desde los polos por las jóvenes estrellas.
Es curioso notar que a pesar de que muchos de estos grumos ya están formando estrellas, el polvo a su alrededor, detectado por APEX, apenas alcanza la temperatura de unos -250ºC. Por cierto, la nebulosa M78 es perfectamente visible con un telescopio pequeño o unos binoculares, en condiciones de oscuridad adecuadas. Además, es muy fácil de encontrar: justo arriba de Alnitak, la estrella más al sur del cinturón de Orión (ver mapa).
