ALMA capta en detalle el dramático nacimiento de una estrella

Diego Mardones, astrónomo U. de Chile e investigador CATA.

Guido Garay, astrónomo U. de Chile e investigador CATA.

ALMA capta en detalle el dramático nacimiento de una estrella

Usando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), astrónomos han logrado obtener un nítido primer plano de grandes emanaciones de material provenientes de una estrella de recién formada, dos de estos científicos, Diego Mardones y Guido Garay, son astrofísicos de la Universidad de Chile e investigadores del Centro CATA.

Al observar el brillo producido por las moléculas de monóxido de carbono presentes en el objeto, conocido como Herbig-Haro 46/47, descubrieron que sus chorros poseían mayores niveles de energía de lo que se pensaba. Las nuevas y detalladas imágenes también develaron un chorro previamente desconocido, con una dirección totalmente distinta a la del resto.

Las estrellas jóvenes son objetos violentos que expulsan material a velocidades de hasta un millón de kilómetros por hora. Cuando este material colisiona con el gas circundante produce un resplandor, dando origen a un objeto Herbig-Haro [1]. Un impactante ejemplo de este fenómeno es el llamado Herbig Haro 46/47, localizado a unos 1.400 años luz de la Tierra en la constelación austral de La Vela. Este objeto fue el foco de un estudio realizado empleando el radiotelescopio ALMA durante su fase de Ciencia Inicial, mientras aún se encontraba en construcción y mucho antes de que su conjunto de antenas estuviese completo.

Las nuevas imágenes revelaron detalles muy precisos de dos chorros, uno en dirección a la Tierra y otro con una trayectoria totalmente opuesta. El chorro que se aleja de nuestro planeta era prácticamente imperceptible en imágenes anteriores captadas en luz visible, debido al oscurecimiento producido por las nubes de polvo que rodean la estrella recién nacida. ALMA no sólo ha proporcionado imágenes mucho más nítidas que instalaciones anteriores, sino que también permitió a los astrónomos medir la rapidez con la que el material brillante se mueve a través del espacio.

Estas nuevas observaciones de Herbig Haro 46/47 muestran que una parte del material expulsado alcanzó velocidades muy superiores a las registradas anteriormente. Esto significa que el gas emanado posee mucha más energía y propulsión de lo que se pensaba.

El líder del equipo y autor principal del nuevo estudio, Héctor Arce (Universidad de Yale, EE.UU.), explica que "la gran sensibilidad de ALMA permite detectar características nunca antes vistas en este objeto, como esta rápida emanación. También parece ser un clásico ejemplo de un modelo simple en donde el flujo molecular es generado por un viento de gran ángulo de apertura proveniente de la joven estrella".

Las imágenes fueron captadas en tan sólo cinco horas dentro del tiempo de observación de ALMA (a pesar de que ALMA todavía estaba en construcción en aquel momento). Observaciones de calidad similar habrían tomado diez veces más con otros telescopios.

"El detalle logrado en las imágenes de Herbig Haro 46/47 es impresionante. Tal vez lo más impactante es que, en lo que respecta a este tipo de observaciones, todavía estamos en etapas iniciales. En el futuro, ALMA proporcionará imágenes de mejor calidad en una fracción del tiempo", añade Stuartt Corder (Observatorio ALMA, Chile), coautor del nuevo trabajo.

Diego Mardones (Universidad de Chile), otro de los colaboradores de la investigación, hace énfasis en el hecho de que "este sistema es muy similar a la mayoría de las estrellas remotas de baja masa durante su periodo de formación y nacimiento. Sin embargo, es también bastante inusual debido a que el flujo expelido impacta a la nube de manera directa en uno de los lados de la joven estrella y sale fuera de la nube por el otro. Esto lo hace ideal para estudiar el impacto de los vientos estelares sobre la nube madre a partir de la cual se forma la nueva estrella".

La nitidez y sensibilidad alcanzada por estas observaciones de ALMA también permitieron al equipo descubrir una inesperada emanación que al parecer proviene de un compañero de la incipiente estrella, el que posee una masa menor. Este flujo secundario se presenta en un ángulo prácticamente recto con respecto al objeto principal y parece cavar su propio agujero para salir de la nube que lo rodea.

Arce concluye que "ALMA ha permitido detectar características en el flujo de material observado con mucha más claridad que los estudios anteriores. Esto demuestra que sin duda habrá muchas sorpresas y fascinantes descubrimientos que presenciar con todo el conjunto de antenas. ¡ALMA efectivamente revolucionará el campo de la formación estelar!".

Notas

[1] Los astrónomos George Herbig y Guillermo Haro no fueron los primeros en detectar los objetos que en la actualidad llevan sus nombres, pero fueron los primeros en estudiar en detalle los espectros de estos extraños sistemas. Se dieron cuenta de que no eran simples acumulaciones de gas y polvo que reflejaban la luz, o que brillaban bajo la influencia de la luz ultravioleta proveniente de estrellas jóvenes, sino que eran una nueva clase de objeto asociado a los estallidos generados por el material expulsado a grandes velocidades en las regiones de formación estelar.

Información adicional

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre Europa, Norteamérica y Asia del Este en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado en Europa por la Organización Europea para la Investigación Astronómica en el Hemisferio Austral (ESO), en Norteamérica por la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. (NSF), en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia de Taiwán (NSC), y en Asia del Este por los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales (NINS) de Japón en cooperación con la Academia Sinica (AS) en Taiwán. La construcción y las operaciones de ALMA a nombre de Europa se encuentran a cargo de ESO, a nombre de Norteamérica son responsabilidad del Observatorio Radio Astronómico Nacional (NRAO), operado por Associated Universities, Inc. (AUI), y a nombre de Asia del Este corresponden al Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ). El Observatorio ALMA (Joint ALMA Observatory, JAO) tiene como labor la unificación del proyecto, y es el responsable de la dirección general y la gestión de la construcción, así como de la puesta en marcha y las operaciones del observatorio.

Esta investigación fue presentada en un artículo titulado “ALMA Observations of the HH 46/47 Molecular Outflow”, de Héctor Arce y colaboradores, que aparecerá en la publicación científica Astrophysical Journal.

El equipo está compuesto por Héctor G. Arce (Universidad de Yale, New Haven, EE.UU.), Diego Mardones (Universidad de Chile, Santiago, Chile), Stuartt A. Corder (Observatorio ALMA, Santiago, Chile), Guido Garay (Universidad de Chile), Alberto Noriega-Crespo (Centro de Análisis y Procesamiento Infrarrojo, Instituto de Tecnología de California, Pasadena, EE.UU.) y Alejandro C. Raga (Instituto de Ciencias Nucleares, México).

ESO es la organización astronómica intergubernamental más importante en Europa y el observatorio astronómico en tierra más productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de 15 países: Austria, Bélgica, Brasil, República Checa, Dinamarca, Francia, Finlandia, Alemania, Italia, Holanda, Portugal, España, Suecia, Suiza y el Reino Unido. ESO lleva a cabo un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones para la observación astronómica en tierra, permitiendo así a los astrónomos realizar importantes descubrimientos científicos. ESO también juega un papel fundamental a la hora de promover y organizar la cooperación para la investigación en el campo de la astronomía. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope (VLT), el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. El telescopio VISTA, que funciona en longitudes de onda infrarrojas, es el telescopio de rastreo más grande a nivel mundial y, por su parte, el VLT Survey Telescope (VST) es el telescopio de mayor tamaño diseñado para rastrear de manera exclusiva los cielos en luz visible. ESO es el socio Europeo de un revolucionario telescopio llamado ALMA, el proyecto astronómico de mayor envergadura en la actualidad. ESO se encuentra planificando la construcción y desarrollo de un Telescopio óptico/ infrarrojo de 39 metros. El European Extremely Large Telescope (E-ELT) será “el ojo más grande del mundo en el cielo”.

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