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Astrofísica

Donde nacen las estrellas

Un estudio inédito detecta 150 cunas estelares en el Hemisferio Sur

Astrónomos paulistas han encontrado mucho más de lo que esperaban hallar en las llamadas cunas de estrellas, regiones la Vía Láctea -nuestra galaxia- que albergan estrellas en una fase inicial de sus vidas -poco estudiadas y de difícil observación, por estar envueltas por densas nubes negras de gas y polvo-, en el marco de un mapeamiento inédito del cielo del Hemisferio Sur. En menos de un año, los investigadores del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas (IAG) de la Universidad de São Paulo (USP) detectaron 157 probables regiones de nacimiento de estrellas en áreas del cielo con dimensiones correspondientes a un décimo de la superficie del Sol visto desde la Tierra. De las 46 nubes analizadas en los últimos dos meses, 32 (el 70%) albergan estrellas raras, con masas muy elevadas y unos pocos millones de años de edad -verdaderas bebas, si se las compara con los 14.500 millones de años de las más antiguas del Universo.

Estas estrellas no habían sido vistas antes debido a la densidad y al tamaño de las llamadas nubes moleculares, algunas de éstas de 4 años luz de extensión (un año luz equivale a 9.5 billones de kilómetros), cerca de 270 mil veces la distancia existente entre la Tierra y el Sol. Al no permitir el paso de la luz, forman una barrera infranqueable incluso para los más potentes telescopios ópticos. El grupo del IAG logró sortear las nubes con una cámara detectora de infrarrojo, capaz de captar la energía emitida por las estrellas jóvenes bajo la forma de calor -la radiación infrarroja, no absorbida por la polvareda de las nubes.

Esa cámara es única en Brasil. Fue adquirida por 300 mil dólares, y consiste en una caja metálica de 40 por 30 centímetros, que lleva en su interior un detector mantenido en nitrógeno líquido a – 203ºC, para evitar cualquier interferencia del calor del ambiente. La misma funcionó acoplada a un telescopio óptico del IAG, instalado en el Laboratorio Nacional de Astrofísica (LNA), en Brasópolis, Minas Gerais, y contó con las informaciones de otras dos fuentes: el Satélite Astronómico de Infrarrojo (Iras) y el Telescopio Submilimétrico Sueco del Observatorio Europeo del Sur (Sest), ubicado en La Silla, Chile. Y permitió que grupo del IAG fuera más audaz. “Pretendíamos estudiar estrellas que ni siquiera sabíamos si realmente existían”, comenta Zulema Abraham, coordinadora del trabajo.

Las decenas de estrellas de esas primeras áreas recién descubiertas tienen una masa entre 15 y 50 veces mayor que la del Sol, de 2 septillones (el número 2 seguido de 27 ceros) de toneladas. Son de cuatro a ocho veces más calientes que el Sol, su temperatura en la superficie varía entre 25 mil y 50 mil grados Celsius, y se sitúan a distancias que oscilan entre 600 años luz y 18 mil años luz de la Tierra (el Sol se encuentra a apenas 8 minutos luz). Tienen una característica peculiar: mueren tempranamente. En pocos millones de años, consumen el combustible que las mantiene activas -el hidrógeno, convertido constantemente en helio- y desaparecen en una especie de implosión, dando origen a agujeros negros, regiones del espacio de densidad tan elevada que absorben todo a su alrededor, incluso la luz.

“Si no las observásemos dentro de las nubes, podrían desaparecer sin que las conozcamos”, comenta Alexandre Roman Lopes, del grupo del IAG. El análisis de esas regiones ayudará a estimar si las estrellas se forman igualmente en todas las regiones de la Vía Láctea o si existen áreas que favorecen la condensación de los gases que las originan. Hasta el momento, los datos reunidos comprueban una de las hipótesis de la teoría de la evolución estelar: las regiones muy densas ubicadas en el interior de nubes de gases y polvo contienen estrellas en formación.

En dónde ubicar el objetivo
El grupo del IAG logró resultados relativamente rápidos, ya que resolvió con éxito una cuestión primordial, sin la cual el detector de infrarrojo de nada serviría: saber en cuál región del espacio se debían buscar las nubes moleculares. Esas áreas de formación de estrellas, ricas en hidrógeno, monóxido de carbono, amoníaco y helio, se concentran en dirección al centro de la galaxia; pero buscar al azar sería una misión imposible.

El camino obvio indicaba buscar las huellas indudables de las estrellas recién formadas: las nubes de gas, ionizadas por la energía emitida por las estrellas contenidas en su interior, conocidas como regiones HII. Pero más allá de un obstáculo natural -la radiación emitida por esas regiones es absorbida por la nube molecular-, el equipo del IAG pretendía también observar regiones nuevas, aún no clasificadas como HII. La solución innovadora hallada para llegar al objetivo sin perder tiempo consistió en asociar pistas de diferentes fuentes de observación.

Primeramente, Zulema seleccionó 1.427 probables cunas, registradas por el Iras, que en diez meses de operación encontró más de 320 mil fuentes emisoras de radiación infrarroja, de las cuales únicamente 5 mil correspondían a la Vía Láctea. Luego, verificó que necesitaba otro elemento que sugiriera que una determinada región podría contener estrellas en formación. En busca de evidencias indirectas, su equipo analizó un mapa de 873 fuentes de ondas de radio, cuya longitud de onda va del milímetro a centenas de kilómetros, producido por el observatorio de La Silla. Las emisiones en esa franja de energía son una especie de impresión digital de moléculas encontradas en nubes muy densas, posibles áreas de formación de estrellas.

Después de cotejar esos dos tipos de datos, los investigadores restringieron aún más las probables cunas, se dirigieron al LNA y pasaran 15 noches examinando regiones de nacimientos de estrellas en la franja del infrarrojo cercano -radiación con longitud de onda de 0,8 a 2,5 micrones, la millonésima parte del metro. Pero el trabajo recién está comenzando: sólo en el Hemisferio Sur existen por lo menos 600 cunas de estrellas. No se sabe a ciencia cierta cuántos existen en el Hemisferio Norte, pero es probable que el Sur sea más rico, debido a que en éste se encuentra el centro de la galaxia, en donde se forman más estrellas.

Hasta el final de este año, luego de concluir análisis de otras 111 regiones, los astrofísicos del IAG pretenden seleccionar algunas áreas para investigar detalladamente en un telescopio del LNA con un espejo de 1,6 metro de diámetro, más potente que el usado en ese trabajo, de 0,6 metro. Los próximos capítulos deben contar también con el telescopio del Radio Observatorio de Itapetinga, Atibaia (interior de São Paulo), con una antena de 13,7 metros de diámetro, que podrá detallar la temperatura, la densidad y la extensión de las nubes de gas que envuelven a las cunas de estrellas.

El Proyecto
La Galaxia y la Formación de Estrellas
MODALIDAD
Proyecto temático
COORDINADORA
Zulema Abraham -IAG/USP
INVERSIÓN
R$ 3.133.845,64

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