La constelación de Orión es un semillero de formación de estrellas masivas, principalmente en la Gran Nebulosa que se encuentra en la espada de Orión. El gas brillante de la nebulosa recibe energía de un grupo de estrellas jóvenes masivas, pero detrás hay un cúmulo de estrellas más jóvenes y 'apelotonamientos' de gas. Todavía en formación bajo el tirón de la gravedad, estos apelotonamientos de gas se encenderán eventualmente como estrellas.
El joven cúmulo no puede ser observado con telescopios tradicionales por el gas y el polvo que lo rodean, pero una nueva película en alta resolución revela el proceso de formación de estrellas masivas con imágenes tomadas en radio mil veces más precisas y detalladas que ninguna de las obtenidas con anterioridad. La película muestra que las estrellas masivas se forman como sus hermanas más pequeñas, con un disco de acrecimiento y campos magnéticos que juegan papeles cruciales.
La manera en que se forman las estrellas masivas sigue siendo un misterio, en parte, porque las estrellas masivas son escasas y tienden a pasar su juventud envueltas por polvo y gas, lo que las oculta de nuestra vista.
"Sabemos cómo mueren estas estrellas, pero no cómo nacen", dice Lincoln Greenhill, investigador principal del estudio y parte de un equipo formado por científicos de Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) y el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO).
A diferencia del Hubble y otros telescopios que trabajan con luz visible, los radiotelescopios pueden penetrar en los velos de polvo que hay alrededor de las estrellas. Los astrónomos estudiaron una joven protoestrella masiva llamada Fuente I en longitudes de onda de radio, usando el Very Long Baseline Array (VLBA) de la Fundación Nacional de Ciencia de EE.UU. como un poderoso "lente de zoom".
El VLBA mostró incluso imágenes más nítidas que las famosas fotos de Hubble de discos protoplanetarios, o discos protoplanetarios en Orión. El equipo observó Fuente I, en intervalos mensuales durante dos años y luego montaron las imágenes individuales en una película time-lapse.
El VLBA ha detectado miles de nubes de gas de monóxido de silicio llamado máseres (faros parecidos a un láser que ocurren a menudo asociados con la formación de una estrella). Algunos máseres estaban tan cerca de la proto-estrella como Júpiter está a nuestro Sol, que es también un récord. Muchos de los máseres han existido el tiempo suficiente para ser rastreados a través del cielo a lo largo de nuestra línea de visión, y para obtener sus movimientos en 3-D a través del espacio.
"Fuente I es la fuente más rica de máseres en la galaxia, que nosotros conozcamos", dijo Lynn Matthews, autor principal del nuevo trabajo, que ahora es investigador del Observatorio Haystack del MIT. "Sin los máseres, no habríamos podido rastrear los movimientos de gas en ese detalle tan cerca de esta estrella masiva, y sería relativamente imposible 'ver' su formación".
"En astronomía, es raro ver cambios en el transcurso de una vida humana. Con esta nueva película, podemos ver los cambios en pocos meses como enjambres de grupos de gas en torno a esta protoestrella joven", agregó el astrónomo del Smithsonian y co-autor Ciriaco Goddi .
La película resultante muestra signos de un disco de acreción de rotación, donde el gas está girando más y más alrededor de la protoestrella en el centro. También se muestra material que fluye hacia el exterior perpendicular al disco en. Estas salidas de promueven la formación de estrellas, llevando lejos el momento angular del sistema.
Curiosamente, los flujos de salida de la curva parecen salir del disco. "El camino de flexión de los máseres proporciona evidencia clave de que los campos magnéticos pueden estar influyendo en las mociones de gas muy cerca de la proto-estrella", señala Claire Chandler.
En el caso de la Fuente I y otras proto-estrellas masivas, las líneas de campo magnético se puede extender hacia el espacio, envolviendo en una hélice que se asemejan mucho más a los dulces Twizzlers. Corrientes de irradiaciones de gas a lo largo de las líneas de campo.
"Los campos magnéticos se supone que son débiles y poco importantes para el proceso de nacimiento de estrellas masivas," dice Matthews. "Pero los máseres no viajarían a lo largo de arcos suaves, a menos que experimentaran algún tipo de fuerza, probablemente una fuerza magnética".
Los datos no indican si el campo magnético tiene su origen en la estrella o en el disco de acreción. Futuras observaciones del Expanded Very Large Array (E-VLA) y el Atacama Large Millimeter Array (ALMA) podrían ser capaces de distinguir entre unas hipótesis y otras. El equipo plantea buscar otras 'huellas digitales' de campos magnéticos alrededor de la Fuente I.
"Nuestra película de dos años es sólo el comienzo", dijo el astrónomo del Smithsonian y co-investigador principal Elizabeth Humphreys.
El documento que describe estos resultados aparecerá en el Astrophysical Journal el año que viene, en enero de 2010, y está disponible en línea.
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