Una gran nube molecular caliente alrededor de una estrella muy joven fue descubierta por ALMA. Esta nube caliente es cerca de diez veces más grande que las halladas hasta ahora alrededor de estrellas recién nacidas típicas de masa similar al Sol, lo que indica que el proceso de formación de estrellas es más diverso de lo que se creía. Este hallazgo fue publicado en la revista Astrophysical Journal
Las estrellas se forman con gas a -260 grados Celsius y nubes de polvo. Las nubes oscuras infrarrojas (IRDC) son regiones densas de esas nubes, y se cree que, en ellas, se forman cúmulos de estrellas. Dado que la mayoría de las estrellas nacen como miembros de grupos de estrellas, la investigación de este tipo de nubes tiene un papel crucial en la comprensión global del proceso de formación estelar.
Un bebé estrella está rodeada por gas natal y una nube de polvo, y la nube se calienta desde su centro. La temperatura de la parte central de algunas de estas nubes alcanza los -160 grados centígrados. Los astrónomos llaman a esas nubes ”núcleos calientes”; puede que no sean calientes para la Tierra, pero es lo suficientemente caliente para una nube cósmica. Dentro de los núcleos calientes, diversas moléculas, inicialmente atrapadas en el manto de hielo alrededor de las partículas de polvo, se subliman. Las moléculas orgánicas como el metanol (CH3OH), acetato de cianuro (CH3CH2CN), y formiato de metilo (HCOOCH3) son abundantes en los núcleos calientes.
Un equipo internacional de investigadores, dirigido por Takeshi Sakai en la Universidad de Electro-Comunicaciones de Japón, utilizado el telescopio ALMA para observar un cúmulo llamado IRDC G34.43 00,24 MM3 (en adelante MM3) en la constelación de Aquila. Descubrieron un objeto joven que emitía una clara linea molecular. Una investigación detallada les dijo que la temperatura del gas de metanol era de -140 grados centígrados. Esto demuestra que MM3 alberga una estrella bebé rodeada por un núcleo caliente. El tamaño del núcleo caliente es tan grande como 800 veces 300 unidades astronómicas UA, ( 1 UA es igual a la distancia media del Sol a la Tierra: 150 millones de kilómetros). El tamaño típico de los núcleos calientes alrededor de estrellas de baja masa jóvenes es de varias decenas a cientos de UA, por lo tanto, el núcleo caliente de MM3 es excepcionalmente grande. “Gracias a una alta sensibilidad y resolución espacial, sólo se necesitaron unas pocas horas para descubrir una estrella bebé desconocida. Este es un paso importante para comprender el proceso de formación de estrellas en una región de formación de cúmulos”, dice Sakai.
El equipo también observó emisiones de radio a partir de sulfuro de carbono (CS) y monóxido de silicio (SiO) para revelar la estructura detallada del chorro molecular de la estrella bebé. La velocidad del gas emanado es de 28 km/s, y la medida es 4400 AU. Basándose en estos valores, el equipo calcula una edad de sólo 740 años. Aunque los flujos moleculares son características comunes en todas las protoestrellas, el flujo de salida de MM3 es bastante raro. En resumen, ALMA observa que la protoestrella en MM3 es muy joven, pero tiene un núcleo caliente gigante.
¿Por qué el núcleo caliente en MM3 es tan grande? Con el fin de calentar el gran volumen de gas, la estrella bebé debe emitir mucha más energía de lo normal. Las protoestrellas producen emisiones mediante la conversión de la energía gravitacional del material que cae a energía térmica. El gran tamaño del núcleo caliente en MM3 se debe al alto índice de masa que cae, algo que nunca se creyó posible. La otra posibilidad es que dos o más protoestrellas están incrustadas en el núcleo caliente. El equipo de investigación no ha llegado aún a una conclusión al respecto con esta observación. “La resolución espacial de ALMA mejorará mucho más en un futuro próximo. Entonces muchos detalles del material que cae hacia la protoestrella se podrán revelar, y nos ayudará a responder al misterio detrás de la diversidad en la formación de las estrellas”, señala Sakai.
El equipo también observó emisiones de radio a partir de sulfuro de carbono (CS) y monóxido de silicio (SiO) para revelar la estructura detallada del chorro molecular de la estrella bebé. La velocidad del gas emanado es de 28 km/s, y la medida es 4400 AU. Basándose en estos valores, el equipo calcula una edad de sólo 740 años. Aunque los flujos moleculares son características comunes en todas las protoestrellas, el flujo de salida de MM3 es bastante raro. En resumen, ALMA observa que la protoestrella en MM3 es muy joven, pero tiene un núcleo caliente gigante.
¿Por qué el núcleo caliente en MM3 es tan grande? Con el fin de calentar el gran volumen de gas, la estrella bebé debe emitir mucha más energía de lo normal. Las protoestrellas producen emisiones mediante la conversión de la energía gravitacional del material que cae a energía térmica. El gran tamaño del núcleo caliente en MM3 se debe al alto índice de masa que cae, algo que nunca se creyó posible. La otra posibilidad es que dos o más protoestrellas están incrustadas en el núcleo caliente. El equipo de investigación no ha llegado aún a una conclusión al respecto con esta observación. “La resolución espacial de ALMA mejorará mucho más en un futuro próximo. Entonces muchos detalles del material que cae hacia la protoestrella se podrán revelar, y nos ayudará a responder al misterio detrás de la diversidad en la formación de las estrellas”, señala Sakai.
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