Develando el misterio del nacimiento de estrellas masivas

Los astrónomos han obtenido la primera imagen de un disco de polvo que rodea muy de cerca a una nueva estrella masiva, proporcionando evidencia directa de que las estrellas masivas se forman de la misma manera que sus hermanas menores.

Impresión artística del disco alrededor de IRAS 13481-6124.

El descubrimiento, realizado gracias a una combinación de telescopios de ESO, es presentado en un artículo publicado esta semana en Nature.

"Nuestras observaciones muestran un disco rodeando a una estrella masiva en estado embrionario que ya está completamente formada", dice Stefan Kraus, quien lideró el estudio. "Uno puede decir que ¡el bebé está a punto de nacer!".

El equipo de astrónomos observó un objeto conocido con el críptico nombre de IRAS 13481-6124. Ubicada en la constelación de Centauro, a unos 10.000 años-luz de distancia, la joven estrella central -que tiene unas veinte veces la masa de nuestro Sol y cinco veces su radio- aún está rodeada por su capullo pre-natal.

A partir de imágenes de archivo obtenidas por el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, así como de observaciones realizadas con el telescopio submilimétrico APEX de 12 metros de diámetro, los astrónomos descubrieron la presencia de un chorro.

"Tales chorros son observados comúnmente alrededor de estrellas jóvenes de baja masa y generalmente indican la presencia de un disco", dice Kraus.

Los discos circunestelares son un ingrediente esencial en el proceso de formación de estrellas de baja masa tales como nuestro Sol. Sin embargo, no se sabe si tales discos también están presentes durante la formación de estrellas más masivas, que poseen más de diez masas solares, donde la fuerte luz emitida podría impedir que la masa caiga hacia la estrella. Por ejemplo, se ha propuesto que las estrellas masivas podrían formarse cuando se funden estrellas más pequeñas.

Imagen del disco de polvo de IRAS 13481-6124.

Para descubrir y entender las propiedades de este disco, los astrónomos emplearon el Interferómetro del Very Large Telescope (VLTI) de ESO. Al combinar la luz de tres de los Telescopios Auxiliares de 1,8 metros del VLTI con el instrumento AMBER, los astrónomos pudieron ver detalles equivalentes a los observables con un espejo de 85 metros de diámetro. La resolución obtenida es de unas 2,4 milésimas de segundos de arco, lo que equivale a detectar la cabeza de un tornillo en la Estación Espacial Internacional, o más de diez veces la resolución posible de alcanzar con los telescopios de luz visible que actualmente existen en el espacio.

Con esta capacidad única, complementada con observaciones realizadas con otro de los telescopios de ESO, el New Technology Telescope de 3,58 metros en La Silla, Kraus y sus colegas fueron capaces de detectar un disco alrededor de IRAS 13481-6124.

"Esta es la primera vez que logramos fotografiar las zonas interiores del disco alrededor de una estrella joven masiva", dice Kraus. "Nuestras observaciones muestran que el proceso de formación funciona de la misma manera para todas las estrellas, independientemente de la masa".

Los astrónomos concluyeron que el sistema tiene unos 60.000 años y que la estrella ha alcanzado su masa final. Debido a la intensa luz de la estrella -30.000 veces más luminosa que nuestro Sol- el disco pronto comenzará a evaporarse. El disco incandescente alcanza una extensión de unas 130 unidades astronómicas (AU) -o 130 veces la distancia que existe entre la Tierra y el Sol- y posee una masa similar a la de la estrella, aproximadamente veinte veces la del Sol. Adicionalmente se observa que las partes interiores del disco carecen de polvo.

"Posteriores observaciones con ALMA, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, actualmente en construcción en Chile, pueden proporcionar mucha información acerca de estas partes interiores y nos permitirán entender cómo las nuevas estrellas masivas se hacen pesadas", concluye Kraus.