Un equipo internacional de astrónomas y astrónomos estudiaron el chorro de material emanado de una estrella masiva en formación y encontraron una fuerte diferencia entre éste y los chorros que eyectan las estrellas jóvenes de baja masa.
Créditos: NRAO, Carrasco-González et al. 2021
“Esto podría apuntar a una diferencia mayor en los mecanismos de formación de las estrellas de diferente masa”, dijo el Dr. Carlos Carrasco González del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica (IRyA), de la UNAM Campus Morelia, líder del trabajo.
Las estrellas jóvenes, o protoestrellas, crecen acumulando material de un disco que orbita muy cercano a ellas, y propulsan parte de este material en chorros perpendiculares a este disco. En estrellas con masas similares al Sol, es decir de baja masa, estos chorros se vuelven angostos y relativamente bien delimitados cerca de la estrella, en un proceso llamado colimación.
Debido a que la mayoría de las protoestrellas de más alta masa están más lejos, hasta ahora había sido difícil estudiar las regiones cercanas a ellas, por lo que las y los astrónomos no tenían claro si ocurría el mismo proceso. El equipo utilizó el arreglo de antenas de radio Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), ubicado en Nuevo México, Estados Unidos, para observar una de estas estrellas masivas jóvenes, llamada Cep A HW2.
Esta protoestrella masiva está localizada a unos 2300 años luz de la Tierra en la dirección de la constelación de Cefeo. Se espera que Cep A HW2 se convierta en una estrella nueva de unas 10 veces la masa del Sol. Las nuevas imágenes obtenidas son las de más alta resolución hasta ahora de un objeto como este, es decir, que se observaron detalles más finos de lo que antes se habían visto de la región más interna del chorro.
Esta región tiene un tamaño similar al diámetro de nuestro Sistema Solar. “Por primera vez, podemos ver por debajo de 100 unidades astronómicas, es decir, la zona donde pensamos que se colima el chorro”, dijo el Dr. Carrasco González. Una unidad astronómica mide la distancia promedio entre la Tierra y el Sol.
Créditos: NRAO, Carrasco-González et al. 2021
“Lo que vimos es muy diferente a lo que usualmente se ve en los chorros de las estrellas de baja masa”, dijo la Dra. Adriana Rodríguez Kamenetzky, investigadora postdoctoral en el IRyA y parte del equipo de investigación. En protoestrellas de baja masa, las observaciones habían mostrado que los chorros se coliman muy cerca de la estrella, a tan sólo pocas unidades astronómicas.
Sin embargo, en Cep A HW2 “no vimos solamente un chorro, sino que observamos un viento ancho que se origina cerca de la estrella, y luego el chorro altamente colimado más lejos”, dijo el Dr. Alberto Sanna, del Observatorio Astronómico de Cagliari, Italia. El chorro angosto o colimado inicia a una distancia de la estrella comparable con la distancia desde el Sol hasta Urano o Neptuno.
Hay dos posibilidades para explicar este descubrimiento, según el equipo de investigación: la primera es que el mismo mecanismo podría estar funcionando en protoestrellas de alta y baja masa, con la distancia de colimación determinada por la masa, es decir, que el chorro se vuelve angosto más lejos en estrellas jóvenes de más alta masa.
La segunda posibilidad es que las estrellas jóvenes de alta masa no son capaces de producir el chorro colimado por sí mismas, sino que producen solamente el viento ancho que se observa en Cep A HW2, y la colimación sólo sucede cuando las condiciones físicas alrededor de la protoestrella restringen el flujo de material, volviendo al chorro más angosto.
Existe debate sobre si los procesos de formación de las estrellas de alta y baja son similares o sustancialmente diferentes, por lo que discernir entre ambas posibilidades podría ayudar a resolver estas dudas sobre los modelos de formación estelar. “Responder a esta cuestión es importante para entender cómo las estrellas de todas las masas se forman”, concluyó el Dr. Carrasco González.
Trayectoria del Dr. Carlos Carrasco González
El Dr. Carlos Carrasco González obtuvo su licenciatura en física de la Universidad de La Laguna (España), y su doctorado en astrofísica de la Universidad de Granada (España) y el Instituto de Astrofísica de Andalucía en 2010. Es investigador de la UNAM desde 2013.
Realiza investigación sobre chorros (jets) astrofísicos y discos protoplanetarios, mediante observaciones radiointerferométricas. Destaca su trabajo con los interferómetros ALMA (Atacama Large Millimeter Array) y VLA (Very Large Array) con los que realiza estudios del campo magnético y los mecanismos de colimación en jets protoestelares, así como el estudio de la evolución del polvo y la formación de planetas en discos protoplanetarios.
El Dr. Carrasco González ha fungido como Jefe del Posgrado en Astrofísica en el Instituto de Radioastronomía y Astrofísica y organiza el programa de estancias de verano del IRyA para estudiantes de licenciatura de México y otros países latinoamericanos.
Artículo Científico
El artículo de investigación será publicado el próximo 7 de junio de 2021 en la revista The Astrophysical Journal Letters. Además del Dr. Carlos Carrasco González y la Dra. Adriana Rodríguez Kamenetzky, participó el Dr. Roberto Galván Madrid del IRyA.
Zooming into the Collimation Zone in a Massive Protostellar Jet http://arxiv.org/abs/2106.01235
Sobre el IRyA, UNAM
El Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM (IRyA) es una entidad académica del Campus Morelia de la UNAM que realiza investigación de alto nivel e impacto en las áreas de Medio Interestelar, Formación Estelar, Estrellas Evolucionadas, Altas Energías, Dinámica y Estructura Galáctica, Astronomía Extragaláctica y Cosmología, participa de la formación de recursos humanos de alto nivel, y mantiene un estrecho contacto con la sociedad a través de diversos programas de divulgación. Para saber más sobre nuestro Instituto, visite nuestra página web y redes sociales: Página web: www.irya.unam.mx Facebook: www.facebook.com/iryaunam Youtube: www.youtube.com/iryaunam Twitter: www.twitter.com/iryaunam Instagram: www.instagram.com/iryaunam
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