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Jóvenes y valientes: estrellas alrededor de un agujero negro supermasivo

Figura 1: Imagen artística del nacimiento de una estrella, en la que se aprecia el disco de gas y polvo y la emisión de chorros de material desde los polos de la estrella.Crédito de la imagen destacada:ESO/L. Calçada/M. Kornmesser.

 

Las estrellas se forman cuando una nube de gas y polvo colapsa por su propia gravedad, formando así regiones cada vez más densas que eventualmente darán lugar a nuevas estrellas. Esto es lo que ocurre en regiones como la nebulosa de Orión, cuyas condiciones son de enorme tranquilidad si se comparan con las regiones alrededor del agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea, Sgr A*. Y al contrario de lo que se creía, las estrellas no necesitan condiciones tranquilas porque las nuevas observaciones de ALMA muestran 11 estrellas muy jóvenes en la vecindad de Sgr A*. Éste es el descubrimiento del que informan los autores del artículo que analizamos hoy.

 

Nacimiento de estrellas al límite

Figura 2 (Figura 1a del artículo original): Emisión de los dos lóbulos procedentes de la protoestrella BP1. La cruz marca la emisión a 226 GHz.

Las nubes de gas y polvo colapsan y se fragmentan para dar lugar a nuevas estrellas. Debido a la conservación del momento angular durante el colapso de la nube, se forman discos de acrecimiento que rodean a las protoestrellas. La protoestrella va incorporando parte del material del disco, aunque parte de este material es ejectado en forma de chorros estrechos desde los polos de la estrella tal y como se aprecia en la imagen destacada de este astrobito (Figura 1). Estos chorros se expanden en el seno del material que los rodea formando unos lóbulos que se vuelven brillantes en transiciones moleculares como el monóxido de carbono CO(2-1). Los autores han detectado la emisión de estos lóbulos con el observatorio ALMA, e identificando así 11 protoestrellas a menos de 1 pársec de Sgr A*.

En la figura 2 se presenta la emisión de estos lóbulos según se detectó con ALMA. La cruz blanca marca la posición de la protoestrella en 226GHz ya que se espera que el disco de material que la rodea emita radiación en esta frecuencia , y, gracias a la información sobre la velocidad del material emisor, se sabe que el lóbulo hacia arriba a la derecha se aleja del observador y el lóbulo hacia abajo a la izquierda se acerca. Los autores estiman que las masas de los lóbulos son 0.19 y 0.12 masas solares respectivamente, y el cálculo de su momento angular coincide con lo que se espera para estas estructuras propias de estrellas muy jóvenes. Esta comprobación es importante porque hay otros objetos astronómicos que también pueden eyectar material de esta manera, como por ejemplo estrellas evolucionadas o estrellas binarias, aunque la eyección no sería tan colimada en el caso de las primeras ni tan lenta en el caso de las segundas.

Figura 3 (Figura 1f del artículo original): Emisión de la transición molecular CO(2-1) moviéndose a distintas velocidades según el color. La emisión delata la presencia de anillo de material del que se podrían estar formando estrellas.

Los autores argumentan que para formar tales estrellas jóvenes se necesita material suficiente en el medio, y tratan de caracterizar la nube molecular de la que se formaron estas estrellas. Las observaciones muestran la presencia de un anillo molecular y otras estructuras filamentosas con el material suficiente. Las velocidades a las que se mueve el material, que aparecen codificadas por colores en la figura 3, concuerdan con la dinámica de las 11 protoestrellas descubiertas, sugiriendo que el anillo de gas molecular es su progenitor.

 

Formando estrellas alrededor de agujeros negros supermasivos

Hasta ahora se pensaba que los agujeros negros supermasivos como Sgr A* evitaban la formación estelar o al menos la formación de estrellas de baja masa, como nuestro sol, debido a las fuerzas de marea. Estas fuerzas de marea destruirían cualquier nube de material antes de que se puedan formar estrellas. Además, la radiación proveniente de los agujeros supermasivos podría ionizar y desintegrar las nubes moleculares. La densidad del material para mantener una nube molecular sin alterar excede con creces las densidades que se han observado en otras nubes de otras regiones.

Ya se conocía la existencia de estrellas masivas cerca de Sgr A*, como el centenar de estrellas tipo OB que se cree se formaron hace tan sólo algunos millones de años. Pero esta es la primera vez que se observa la formación de estrellas poco masivas alrededor de Sgr A*, sugiriendo que la formación estelar ocurre en condiciones más extremas de lo que se creía hasta ahora. Usando la orientación relativa de estas protoestrellas (Figura 4), los autores también estiman la edad de estas estrellas en tan sólo unos 6500 años, una fase extremadamente temprana. Al tener solamente 11 objetos, los autores son precavidos pero apuntan a que, habiendo superado las dificultades técnicas asociadas a las observaciones del oscurecido centro galáctico gracias a ALMA, éstos y nuevos datos son clave para entender la formación estelar en ambientes extremos.

 

Figura 4 (Figura 4 del artículo original) Izquierda: Distribución de la emisión en CO según su velocidad sobre la que se representa la posición y orientación de los lóbulos de las 11 protoestrellas descubiertas. Derecha: Picos de emisión en CO a diferentes velocidades, donde se esquematiza la posición del anillo de material del que se formaron las protoestrellas.

 

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