Un equipo de investigación japonés descubrió interacciones dinámicas del gas presente en regiones incubadoras de estrellas usando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Esta sorprendente observación pone en tela de juicio la creencia de que el proceso de formación de estrellas se debe a la lenta contracción de las nubes de gas.
El equipo, encabezado por Kazuki Tokuda y Toshikazu Onishi, de la Universidad de la Prefectura de Osaka, observó una nube de gas de alta densidad llamada MC27/L1521F, en la constelación de Tauro. Estudios anteriores habían confirmado que MC27 era una estrella recién nacida, y las recientes observaciones con ALMA revelaron un nuevo núcleo de alta densidad sin estrellas —considerado muy cercano a la etapa inicial de un proceso de formación estelar— contiguo a la estrella recién nacida. El equipo de investigación también detectó una nube extendida de gas alrededor de MC27 que parece haber sido formada por una interacción gravitacional dinámica de dos o más núcleos de gas. Estas características cinemáticas recién descubiertas serán claves para comprender los procesos de formación estelar a partir de nubes de gas.
Las estrellas se forman en los núcleos de nubes moleculares compuestas de polvo y gas que tienen varias masas solares con tamaños de hasta 0,1 años-luz. Es sabido que las protoestrellas o estrellas recién nacidas se forman en los núcleos de las nubes moleculares a medida que aumenta la densidad de polvo y gas, pero aún no se conoce a cabalidad la distribución del polvo y el gas que circundan las protoestrellas o su distribución y características cinemáticas al momento del nacimiento de las protoestrellas.
Para dilucidar estos misterios hay que realizar una investigación minuciosa del entorno donde nacen las protoestrellas apenas éstas se forman o bien observar los núcleos de las nubes moleculares de alta densidad al principio del proceso de formación de una protoestrella. El equipo de investigación encabezado por Kazuki Tokuda, quien cursa un posgrado en la Universidad de la Prefectura de Osaka, y Toshikazu Onishi, profesor de dicha institución, usó ALMA para observar el núcleo de la nube molecular MC27 (situada a cerca de 450 años-luz de la Tierra en dirección de la constelación de Tauro), que contiene una joven protoestrella. Las observaciones realizadas anteriormente con el telescopio de 45 metros del Radio Observatorio Nobeyama, perteneciente al Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ, en su sigla en inglés), habían revelado que MC27 era una nube molecular con un núcleo de altísima densidad. Asimismo, el telescopio espacial Spitzer de la NASA había descubierto una protoestrella de muy baja luminosidad oculta en el centro de la nube molecular. El equipo de investigación llevó a cabo observaciones detalladas de emisiones continuas de polvo en el centro de MC27 y de líneas moleculares de HCO+ del gas de alta densidad para estudiar las propiedades del gas y el polvo justo después del nacimiento de una protoestrella, aprovechando la alta sensibilidad y capacidad de resolución de ALMA.
Los resultados obtenidos superaron con creces las expectativas de los investigadores, quienes descubrieron que en el centro de la nube MC27 no solo hay gas que rodea la protoestrella, sino también dos condensaciones de gas de alta densidad. Una de las condensaciones de gas, MMS-2, situada a 200 UA de la protoestrella es el núcleo de la nube molecular de mayor densidad (con decenas de millones de moléculas de gas por centímetro cúbico) descubierto a la fecha en zonas de formación estelar de baja masa. El equipo de investigación cree que MMS-2 se encuentra en una etapa muy cercana al nacimiento de una protoestrella.
Las protoestrellas recién nacidas suelen estar rodeadas de una gran cantidad de polvo y gas que es atraída por la fuerza de gravedad de la creciente protoestrella. Como la materia interestelar que rodea las protoestrellas es absorbida por ellas o expulsada en un período de cientos de miles de años luego de su nacimiento, es difícil estudiar las condiciones del gas y del polvo presentes al momento del nacimiento de una protoestrella. Según afirma Kazuki Tokuda, “Fue muy alentador observar la condensación de gas incubador justo al lado de la protoestrella. Podría decirse que somos testigos de la actividad del gas en el momento mismo de la formación de una estrella. Seguiremos estudiando los mecanismos de formación de estrellas para entenderlos mejor”.
Imágenes y video de simulación en http://almaobservatory.org/es/sala-de-prensa/comunicados-de-prensa/723