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Astronomía

Un pretzel cósmico

Registran un sistema formado por dos estrellas nacientes envueltas por discos y filamentos de gas y polvo entrelazados

La estructura formada por protoestrellas binarias en su etapa inicial de desarrollo fue detectada en el extremo sur de la Nebulosa de la Pipa

Alma (ESO/ NAOJ/ NRAO), Alves et al.

En la constelación de Ofiuco, situada a unos 600 años luz de la Tierra, dos estrellas jóvenes con masa equivalente a la del Sol se alimentan de una red de filamentos de gas y polvo interestelar que está envuelta en un disco mayor en forma de espiral. De lejos, esa figura recuerda la forma de un pretzel, un tipo de galleta bastante popular en los países de origen germánico. La imagen de ese sistema estelar fue posible gracias a una observación en alta resolución realizada por un grupo internacional de científicos, entre los cuales figuran los astrofísicos brasileños Felipe de Oliveira Alves, quien realiza una pasantía de posdoctorado en el Centro de Estudios Astronómicos del Instituto Max Planck para Física Extraterrestre, en Múnich, Alemania, y Gabriel Armando Franco, del Departamento de Física del Instituto de Ciencias Exactas de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG). Un artículo publicado en el mes de octubre en la revista Science ofrece detalles de ese suceso cósmico.

Científicos de otros grupos ya habían obtenido un esbozo de las estructuras que circundan a las dos estrellas recién nacidas a partir de información aportada por el radiotelescopio Submillimiter Array (SMA), en Hawái. Empero, para esta ocasión, el equipo coordinado por De Olveira Alves se valió de la red de telescopios del Atacama Large Millimiter/ Submillimityer Array (Alma), situada en San Pedro de Atacama, en Chile, uno de los mayores enclaves de observación astronómica del mundo. Las imágenes obtenidas por el Alma son mucho más nítidas que las tomadas por el SMA y permitieron a los investigadores analizar los pormenores de toda la estructura del sistema, bautizado como [BHB2007] 11, incluso su intrincada red de filamentos de gas y polvo estelar que parecen danzar en torno a dos puntos brillantes. “Esta es la primera vez que los astrofísicos logran obtener una imagen tan nítida de un sistema de protoestrellas binarias en sus fases iniciales de formación”, resalta Franco.

Con base en esas observaciones, los investigadores estiman que las dos estrellas están separadas una de otra por una distancia 28 veces mayor que la que distancia a la Tierra del Sol, que es de aproximadamente 149,6 millones de kilómetros. También según sus cálculos, las mismas habrían nacido hace unos 200 mil años, a partir del colapso de una nube molecular, también conocida como nebulosa oscura.

Esas regiones de la Vía Láctea presentan grandes concentraciones de gas y polvo interestelar. Son tan densas que son capaces de oscurecer la luz de las estrellas situadas detrás de ellas. Las nebulosas también son extremadamente frías, con temperaturas de hasta -250 grados centígrados, cercanas al cero absoluto. Esas condiciones propician la aglomeración de gases. Cuando la densidad alcanza un valor límite, esas nubes colapsan bajo el efecto de su propia fuerza de gravedad y se fragmentan en porciones menores que dan origen a las protoestrellas. “Es por eso que las nebulosas oscuras pasaron a ser conocidas como nidos de estrellas entre los astrónomos y astrofísicos”, comenta Franco.

Alma (ESO/ NAOJ/ NRAO), Alves et al. La Nebulosa de la PipaAlma (ESO/ NAOJ/ NRAO), Alves et al.

Las dos protoestrellas están situadas en un pequeño agrupamiento estelar en una nebulosa oscura denominada Barnard 59, en el extremo de una nube de polvo interestelar más densa y mayor a la cual se conoce como la Nebulosa de la Pipa, así bautizada en alusión a su forma. Cada estrella posee su propio disco circunestelar, ambos compuestos por polvo y gas. “El tamaño de cada uno de esos discos es similar a la distancia entre el Sol y el cinturón de asteroides, que está ubicado entre las órbitas de Marte y Júpiter”, explica De Oliveira Alves, autor principal del estudio. “Ambos están rodeados por un disco mayor, casi circular, con una masa equivalente a 80 veces la de Júpiter”. En la imagen divulgada, los filamentos se encuentran entrelazados y pueden identificarse dos de ellos. No puede verse el disco mayor.

Según los investigadores, las dos protoestrellas probablemente se alimentan del material que contiene el disco mayor por medio de un mecanismo dividido en dos etapas. En una primera instancia, la masa del disco mayor se transfiere al menor, que, acto seguido, es absorbida por las dos jóvenes estrellas. “Existe una jerarquía en la manera en que ellas se alimentan y ganan masa”, dice De Oliveira Alves.

El investigador explica que, a medida que el material de esos anillos cae en el centro de las protoestrellas, ellas aumentan de tamaño. Esto ocurre porque el gas que ellas succionan se contrae, transformando energía cinética, es decir, de movimiento, en calor. Este proceso provoca que tanto su presión como su temperatura aumenten. Al alcanzar algunos miles de grados de temperatura, de aquí a 12 millones de años, estimativamente, las protoestrellas se transformarán en una fuente de radiación infrarroja y se convertirán en una estrella similar al Sol.

Según Franco, las dos protoestrellas binarias tienen masas similares, aunque posiblemente una sea menor que la otra. “Ella parece alimentarse más del material contenido en su disco y ganar masa con mayor velocidad que la estrella mayor”, comenta. A pesar de esa ligera irregularidad, las observaciones apuntan que todo el sistema tiende a autorregularse para que las dos protoestrellas conserven masas más o menos equivalentes y se desarrollen de manera homogénea. “Esos datos nos ayudan a comprender mejor cómo se produce la formación de estos sistemas nacientes compuestos por dos estrellas”, dice De Oliveira Alves.

Artículo científico
ALVES, F. O. et al. Gas flow and accretion via spiral streamers and circumstellar disks in a young binary protostar. Science. v. 366, nº 6461, p. 90-93. oct. 2019.

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