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Prueba fotográfica: los superastros del universo tienen orígenes humildes

ANN ARBOR, Michigan.— El primer retrato cercano de una gigantesca estrella naciente y su entorno ha mostrado que los astros de mayor masa en el universo se forman de la misma manera que sus contrapartes más pequeños. Las estrellas más grandes surgen de discos de gas y polvo que rotan en lugar de originarse en violentas colisiones estelares.

“Cómo se forman estas estrellas de gran masa ha sido materia de debate durante veinte años”, dijo Stefan Kraus, investigador en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Michigan y autor principal de un artículo sobre sus conclusiones que se publicó el 15 de julio en la revista Nature. “Hemos proporcionado la primera prueba de observación clara de un disco de polvo, compacto, del tamaño del sistema solar en torno a una estrella supergigante joven”.

La estrella que estudiaron Kraus y sus colaboradores tiene una edad de apenas 60.000 años aproximadamente. Por comparación, el Sol tiene una edad de unos 4.600 millones de años.

Los investigadores usaron una técnica llamada interferometría, que combina la luz recogida por múltiples telescopios separados para alcanzar la potencia de resolución de un telescopio con un diámetro de 85 metros. Para sus observaciones usaron el Interferómetro del Telescopio Muy Grande (VLTI) de del Observatorio Europeo del Sur (ESO) en Chile. La resolución resultante es equivalente a la toma de imagen, desde la Tierra, de la cabeza de un tornillo en la Estación Espacial Internacional, esto es más de 10 veces la resolución posible con los telescopios actuales de luz visible en el espacio, según ESO.

Este método permitió que los investigadores, esencialmente, aproximaran el foco a una estrella joven, sin nombre, que se encuentra a 11.000 años luz en la constelación Centauro en el cielo austral. Así produjeron imágenes en infrarrojo con detalle suficiente como para ver la forma de un disco que se disipa. Estas estrellas muy jóvenes están profundamente insertadas en sus viveros estelares y no pueden observarse a la luz visible. Sin embargo la luz infrarroja puede escapar a su capullo polvoriento.

“Con un telescopio de diez metros esta estrella es apenas un punto”, dijo Kraus. “Con la interferometría podemos resolver ese disco. La estructura del disco es muy similar a la observada en torno a estrellas jóvenes de menor masa y eso es notable”.

Las estrellas de masa mayor, tales como ésta, son relativamente raras en el universo. Sólo aproximadamente una de cada cien estrellas recién nacidas crece a más de 10 veces la masa del Sol. En las últimas dos décadas los teóricos han lidiado con serias interrogantes acerca de cómo se forman estas estrellas. Ellos entendían que para las estrellas de masa menor, el crecimiento estelar requiere la presencia de un disco circumestelar. Pero las estrellas de alta masa, por contraste, producen fuertes vientos estelares y presión de radiación durante su nacimiento, lo cual debería impedir la formación del disco. Por lo tanto, algunos científicos habían propuesto procesos alternativos muy diferentes, recordó Kraus, como la fusión estelar. Las nuevas observaciones brindan pruebas convincentes de que aún estas estrellas gigantes se forman mediante discos.

Estas estrellas supergigantes, dijo Kraus, son objetos astrofísicos importantes.

“Todo el material que vemos alrededor nuestro está hecho de los productos de una estrella supergigante que estalló en una supernova en las proximidades de la Tierra hace unas pocas decenas de miles de millones de años”, indicó. Se necesita una estrella supergigante para producir los elementos pesados de los cuales nosotros mismos estamos hechos”.

La interferometría por infrarrojo y el desarrollo de los instrumentos correspondientes son un activo campo de investigación en la Universidad de Michigan. Se han usado para tomar imágenes de la superficie de estrellas y de múltiples sistemas, pero ésta es la primera vez que se ha usado para captar la imagen del disco en torno a una estrella joven.

Los astrónomos que usaron imágenes del Telescopio Espacial Spitzer, de la NASA, y las observaciones con el telescopio submilimétrico APEX, de 12 metros de diámetro en Chile, detectaron primero un torrente que emanaba de la estrella lo cual sugiere la presencia de un disco. Luego confirmaron el disco con observaciones mediante interferometría.

El artículo se titula “A hot compact dust disk around a massive young stellar object”. La investigación la financió, parcialmente, la NASA.

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