Un disco giratorio de gas y polvo del que se alimentan las estrellas en crecimiento: los astrónomos han descubierto por primera vez el llamado disco de acreción circunestelar en una galaxia cercana a la Vía Láctea. A pesar de la gran distancia, la vista del sistema en la Gran Nube de Magallanes es sorprendentemente clara. Los científicos esperan ahora poder observar la formación de estrellas y discos en otros entornos galácticos para ampliar nuestro conocimiento sobre estos procesos fundamentales en el cosmos.
El nacimiento, el desarrollo y la muerte también dan forma a la historia de los cuerpos celestes en el universo. Al comienzo de la formación estelar, se forman acumulaciones de gas y polvo, que eventualmente se condensan en una protoestrella central. Debido a la mayor afluencia de material del medio ambiente, crece cada vez más. El «alimento» del niño estelar proviene de una especie de plato giratorio: la materia está dispuesta en el llamado disco de acreción circunestelar, del que se alimenta la estrella en crecimiento. Esta estructura también puede conducir posteriormente a la formación de planetas alrededor de una estrella. Los astrónomos ya han identificado discos circunestelares alrededor de estrellas jóvenes en nuestra Vía Láctea. Esto se nota a menudo por una peculiaridad: a medida que el material se acumula, puede ser expulsado al espacio en forma de los llamados chorros.
Una estructura así fue ahora el comienzo de la primera evidencia de un disco circunestelar fuera de nuestra galaxia: los astrónomos dirigidos por Anna McLeod de la Universidad de Durham descubrieron un chorro en el sistema estelar HH 1177 en una galaxia a 160.000 años luz de nosotros: en la Gran Nube de Magallanes. «El chorro que emanaba de esta joven estrella masiva era una indicación de que allí se estaba produciendo una acreción del disco», explica McLeod. Pero para confirmar que tal disco realmente existe, el equipo tuvo que detectar el movimiento de gas denso alrededor de la estrella. En concreto, debería surgir la dinámica típica: cerca del centro el disco gira más rápido y, por lo tanto, esta diferencia de velocidad puede servir como prueba de la presencia de un disco de acreción.
Surge la rotación característica
Para capturar con mayor precisión la orientación y la dinámica del sistema HH 1177, el equipo aprovechó las capacidades combinadas del Very Large Telescope (VLT) de ESO y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). El instrumento MUSE del VLT pudo mostrar inicialmente que la parte superior del chorro de la estrella parece apuntar ligeramente hacia nosotros y, por lo tanto, está desplazada hacia el azul, mientras que la parte inferior se aleja de nosotros y, por lo tanto, está desplazada hacia el rojo. Luego, las observaciones de ALMA proporcionaron información sobre la dinámica del disco, cuyos lados también se acercan y se alejan de nosotros.
«La frecuencia de la luz cambia dependiendo de qué tan rápido el gas brillante se acerca o se aleja de nosotros», explica el coautor Jonathan Henshaw de la Universidad John Moores de Liverpool. “Este es exactamente el mismo fenómeno que ocurre cuando el tono de la sirena de una ambulancia cambia cuando pasa. La frecuencia del sonido cambia de mayor a menor”, dijo el astrónomo. De esta manera, los científicos pudieron documentar la rotación característica del disco mediante mediciones de frecuencia detalladas con ALMA. Esto significa: descubrieron el primer disco de acreción alrededor de una joven estrella extragaláctica.
Quizás valga la pena mirar más lejos
“Cuando vi por primera vez evidencia de una estructura giratoria en los datos de ALMA, no podía creer que hubiéramos descubierto el primer disco de acreción extragaláctico. «Fue un momento especial», explica McLeod, «sabemos que los discos son cruciales para la formación de estrellas y planetas en nuestra galaxia, y esta es la primera vez que vemos evidencia directa de esto en otra galaxia», concluye. El científico. .
Como señala el equipo, una vista extragaláctica de los procesos de formación estelar puede en realidad ofrecer una ventaja porque la vista puede ser más clara allí. Las estrellas masivas de la Vía Láctea son notoriamente difíciles de observar porque a menudo están particularmente oscurecidas por el material polvoriento del que se forman. Sin embargo, en la Gran Nube de Magallanes el material del que nacen nuevas estrellas es diferente al de la Vía Láctea, explican los astrónomos. Debido al menor contenido de polvo, HH 1177 ya no estaba envuelto en su capullo nativo y por eso, a pesar de la gran distancia, ofrecía vistas bastante claras.
El exitoso descubrimiento de este disco circunestelar extragaláctico da esperanzas de que los astrónomos puedan detectar otros sistemas similares utilizando los sistemas de telescopios existentes y planificados. Por lo tanto, estudiar la formación de estrellas y discos en diferentes entornos galácticos podría ayudar a completar nuestra comprensión de los procesos de formación estelar. «Estamos en una era de rápidos avances tecnológicos en las instalaciones astronómicas», afirma McLeod. «Es muy emocionante poder estudiar la formación de estrellas a distancias tan increíbles y en otra galaxia», dijo el astrónomo.
Fuente: Universidad de Durham, ESO, artículo técnico: Nature, doi: 10.1038/s41586-023-06790-2
