14 may. 2014

Nuevos datos acerca del nacimiento de estrellas masivas en cúmulos

Más del noventa por ciento de las estrellas en nuestra galaxia nacieron en guarderías estelares, los cuales son cúmulos de estrellas enclavados en lo profundo de las nubes de polvo y gas molecular. Estos ambientes donde se da el nacimiento de estrellas son los objetivos clave para los astrónomos que estudian la formación y evolución estelar, ya que conservan huellas de las condiciones iniciales que producen las estrellas y los entornos dinámicos en las que éstas se desarrollaron. Las agrupaciones con estrellas masivas (estrellas que poseen unas pocas masas solares) son de particular interés, ya que tanto la formación de estrellas masivas y su impacto en la evolución de otros miembros del cúmulo son poco conocidos por varias razones fundamentales. 
Las estrellas masivas comienzan la fusión del hidrógeno mientras que todavía están creciendo, acaparando material de las nubes de gas y polvo interestelares del cúmulo que les dio origen. De manera que se desarrollan rápidamente y también lo hacen sus fuertes vientos estelares y la radiación ultravioleta que emiten. Esto tendría un efecto inhibidor en su crecimiento adicional. Al mismo tiempo, esta temprana actividad de una estrella masiva causaría la interrupción local de nuevos nacimientos estelares, pues las ondas de choque que se producirían desde ellas y la luz ionizante emitida también inhibiría que otros núcleos de condensación produzcan estrellas cercanas.

Imagen infrarroja tomada por el telescopio Spitzer del de formación estelar
masivo W5-East. Los astrónomos del CfA han utilizado las imágenes infrarrojas
para estudiar las poblaciones de estrellas jóvenes integradas en ésta y otras
cuatro regiones de agrupación estelar. Los contornos muestran el alcance
de las radiaciones ionizantes de las estrellas incrustadas en el cúmulo.
Las flechas blancas muestran la radiación de estrellas calientes presenten
en las regiones externas. El marcador de escala indica una longitud de
6,58 años luz. Crédito: NASA; Spitzer; IRAC
Otro impedimento para el estudio de estrellas masivas recién nacidas es que evolucionan rápidamente y no se detienen mucho tiempo en una etapa particular de su desarrollo. Todo ocurre frenéticamente en sus vidas, de manera que su estudio no es fácil. Y como evolucionan tan rápido, la mayor parte de su evolución ocurre mientras permanecen ocultas por el polvo interestelar que les dio origen. Ellas no tienen tiempo de migrar muy lejos antes de que su combustible nuclear se agote y pasen a las fases finales de sus vidas. Ninguno de estos problemas se aplica a la formación de estrellas de menor masa.
Los astrónomos del CfA Luis Chavarria, Joe Hora, Gus Muench y Giovanni Fazio entre otros llevaron a cabo un estudio de varios cúmulos estelares masivos con el Telescopio Espacial Spitzer, cuya cámara de infrarrojos puede mirar dentro de las regiones con mucho polvo. Eligieron cinco cúmulos masivos relativamente cercanos (distantes a unos seis mil años luz) y realizaron un censo detallado de sus poblaciones utilizando los colores infrarrojos (líneas espectrales) de las estrellas individuales para caracterizar tamaños y etapas de desarrollo de la agrupación.
Los astrónomos informaron encontrar 3021 estrellas jóvenes en un conjunto de cinco grupos, una muestra lo suficientemente grande como para sacar conclusiones significativas. El grupo más joven de estas estrellas, un subconjunto de 539 miembros, se encuentran en regiones en las que el material de la nube es más denso, completando el panorama general de la formación de agrupaciones y confirmando las teorías previas. Los científicos también encontraron que las estrellas jóvenes masivas se forman preferentemente en estructuras filamentosas (en lugar de esféricas). Estas estructuras posteriormente se fragmentan, probablemente debido a efectos causados por la turbulencia.
El estudio también ha encontrado evidencia de que varias estrellas jóvenes del tipo espectral OB poseen emisiones infrarrojas excesivas, lo que estaría en concordancia con la presencia de un disco de acreción. Los cúmulos estudiados fueron W5-east, S235, S252, S254-S258 and NGC 7538 y los datos del telescopio espacial Spitzer se recogieron usando el instrumento near-IR (NIR), Near Infrared Spectroscopy. De manera que los datos del Spitzer se combinaron con observaciones del NIR para identificar y clasificar a las poblaciones de estrellas de masas diversas. Los principales indicadores fueron el análisis de las líneas espectrales del carbono-12 y carbono-13 en las moléculas de monóxido de carbono presentes en las nubes moleculares que dieron origen a las estrellas.

Fuente: CFA
El estudio está disponible en línea en el siguiente artículo:

Pf. Mariano Miguel Lanzi

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