Lo que pensamos que podría haber sido un interruptor para la formación de estrellas no parece funcionar de esa manera después de todo.
Nuevas observaciones del Telescopio Espacial Hubble muestran que los poderosos chorros astrofísicos y los vientos estelares que fluyen de las estrellas bebés no tienen el efecto esperado de apagar el proceso de crecimiento estelar. Esto plantea un enigma bastante significativo para nuestros modelos de formación estelar.
El nacimiento de una estrella es un proceso bastante largo en escalas de tiempo humanas. No es como si pudiéramos sentarnos y ver cómo se forma una estrella bebé de principio a fin. Lo que podemos hacer es encontrar un montón de estrellas en diferentes etapas del proceso de formación y juntar las piezas como un rompecabezas.
El modelo más comúnmente aceptado es el siguiente: en primer lugar, debe comenzar con un grupo de material realmente denso en una nube de gas molecular interestelar frío.
Con suficiente densidad, el grupo colapsa por su propia gravedad para formar una protoestrella, que comienza a girar. Este giro hace que el material en la nube a su alrededor forme un disco, que se enrolla en la estrella en crecimiento como agua por un desagüe, inexorablemente atraído por su fuerza gravitacional.
Pero solo el 30 por ciento de la masa de la nube inicial termina en la estrella. Hasta ahora, teníamos una explicación bastante buena de por qué: a medida que la estrella crece, comienza a producir un poderoso viento estelar. Además, el materi al que cae en la estrella comienza a interactuar con los campos magnéticos de la estrella, fluyendo a lo largo de las líneas del campo magnético hacia los polos, donde es lanzado al espacio en forma de poderosos chorros de plasma.
El empuje combinado hacia afuera de estas dos fuerzas, conocido como retroalimentación estelar, talla una cavidad cada vez más grande en la nube molecular alrededor de la estrella, privándola finalmente de material para un mayor crecimiento y determinando la masa final de la estrella.
O eso pensamos.
(RB Andreo / DeepSkyColors.com, NASA, ESA, STScI, N. Habel y ST Megeath / Universidad de Toledo)
En un estudio de 304 protoestrellas en la región de formación estelar del Complejo de Orión, resaltada en amarillo en la imagen de arriba, los astrónomos no han encontrado evidencia de que las cavidades de salida crezcan de manera constante a medida que la estrella crece rápidamente.
“En un modelo de formación estelar, si comienzas con una cavidad pequeña, a medida que la protoestrella evoluciona rápidamente, su salida crea una cavidad cada vez más grande hasta que el gas circundante finalmente desaparece, dejando una estrella aislada”. dijo el astrónomo Nolan Habel de la Universidad de Toledo.
“Nuestras observaciones indican que no hay un crecimiento progresivo que podamos encontrar, por lo que las cavidades no están creciendo hasta que expulsan toda la masa en la nube. Por lo tanto, debe haber algún otro proceso que elimine el gas que no no terminará en la estrella “.
El estudio requirió datos de varios telescopios espaciales. El Observatorio Espacial Herschel y el Telescopio Espacial Spitzer habían realizado encuestas del Complejo de Orión para construir un catálogo de cientos de protoestrellas. Basándose en la luz de estas estrellas en las encuestas, Habel y su equipo clasificaron las protoestrellas por edad.
Luego, tomaron observaciones de la región de nubes circundante en el infrarrojo cercano usando Hubble; algunos de ellos se muestran a continuación. Aunque la luz óptica no puede penetrar una nube protoestelar, las longitudes de onda infrarrojas pueden hacerlo, y las observaciones infrarrojas son una excelente herramienta para explorar regiones densamente nubladas.
En este caso, la luz de la estrella en formación se refleja en los límites de la cavidad, lo que permite a los astrónomos mapear su tamaño.
(NASA, ESA, STScI, N. Habel y ST Megeath / Universidad de Toledo)
Este minucioso trabajo dio como resultado un catálogo de protoestrellas y sus cavidades, ordenadas por edad … y las protoestrellas más antiguas no parecían tener cavidades más grandes.
“Encontramos que al final de la fase protoestelar, donde la mayor parte del gas ha caído de la nube circundante a la estrella, varias estrellas jóvenes todavía tienen cavidades bastante estrechas”. dijo el astrónomo Tom Megeath de la Universidad de Toledo.
“Entonces, esta imagen que todavía se tiene comúnmente de lo que determina la masa de una estrella y lo que detiene la caída de gas es que esta creciente cavidad de salida recoge todo el gas. Esto ha sido bastante fundamental para nuestra idea de cómo la formación de estrellas continúa, pero simplemente no parece ajustarse a los datos aquí “.
Aunque todavía es posible que los vientos y los chorros desempeñen algún papel en la formación de estrellas, ese papel no parece ser tan importante como pensábamos, dijeron los investigadores. Es posible que los flujos de salida más lentos y de mayor densidad puedan ser responsables, un mecanismo similar, pero que lleva más tiempo despejar la cavidad, pero sin observaciones más detalladas, es imposible saberlo.
Entonces, ese será uno de los próximos pasos. Sin duda, los astrónomos también buscarán modelar y simular la formación de estrellas, para intentar identificar otros mecanismos que podrían detener el crecimiento con una contribución mucho menor de la retroalimentación estelar. Mira este espacio.
La investigación del equipo debe aparecer en El diario astrofísico, y está disponible en arXiv.
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