Joven sistema de estrellas vecinas sorprendido en plena formación

26 Octubre, 2016 / Tiempo de lectura: 5 minutes

Un equipo de astrónomos logró observar por primera vez un disco de polvo alrededor de una joven estrella fragmentándose hasta convertirse en un sistema de múltiples estrellas. Los científicos habían predicho la existencia de este fenómeno, causado por la inestabilidad gravitacional, pero las nuevas observaciones realizadas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) permitieron revelar el proceso en pleno desarrollo.

“Este nuevo trabajo avala la conclusión de que hay dos mecanismos que producen sistemas estelares múltiples: la fragmentación de discos circumestelares como el que se aprecia aquí y la fragmentación de nubes más grandes de polvo y gas donde se forman las jóvenes estrellas”, afirma John Tobin, de la Universidad de Oklahoma y el Observatorio de Leiden, situado en los Países Bajos.

Las estrellas se forman en nubes gigantes de polvo y gas, cuando el tenue material que contienen colapsa por efecto de la gravedad y produce núcleos más densos que empiezan a atraer más material. A su vez, dicho material forma un disco giratorio alrededor de la incipiente estrella, que termina acumulando masa suficiente para dar origen a las temperaturas y presiones en su núcleo que desencadenan reacciones termonucleares.

En estudios anteriores se había concluido que los sistemas estelares múltiples tienden a tener estrellas ya sea relativamente cercanas unas a otras, a una distancia de hasta unas 500 veces la que separa la Tierra del Sol, o mucho más alejadas, a más de 1.000 veces dicha distancia. Los astrónomos concluyeron que las diferencias de distancia son el resultado de distintos mecanismos de formación.

Según ellos, los sistemas con mayores distancias de separación se forman cuando la nube más grande se fragmenta por efecto de la turbulencia, y las observaciones más recientes confirman esa teoría.

Imagen obtenida por ALMA del sistema L1448 IRS3B, con 2 jóvenes estrellas al centro y una tercera distante de ellas. La estructura espiral en el disco de polvo que las rodea indica estabilidad en el disco, según señalan los astrónomos. Crédito: Bill Saxton, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NRAO/AUI/NSF. | Descargar imagen

Imagen combinada de ALMA y del VLA del sistema L1448 IRS3B. Crédito: Bill Saxton, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NRAO/AUI/NSF. | Descargar imagen

Los sistemas donde se observan menores distancias, en tanto, se creía que eran el resultado de la fragmentación del disco más pequeño que rodea a la joven protoestrella, pero esta teoría se basaba principalmente en la relativa proximidad de las estrellas vecinas.

“Ahora hemos visto esta fragmentación en pleno desarrollo”, afirma Tobin.

Tobin, junto con Kaitlin Kratter, de la Universidad de Arizona y sus colegas, usaron ALMA y el VLA para estudiar un joven sistema triple conocido como L1448 IRS3B, ubicado en una nube de gas en la constelación de Perseo, a cerca de 750 años luz de la Tierra. La joven estrella más céntrica está separada de las otras dos por 61 y 183 veces la distancia que separa la Tierra del Sol. Las tres están rodeadas por un disco de material que, según reveló ALMA tiene una estructura en espiral. Esta característica, afirman los astrónomos, delata la inestabilidad del disco.

Composición artística que muestra cómo se desarrolla el sistema de tres estrellas. A la izquierda, el disco de material que se fragmenta en varias protoestrellas. A la derecha, el sistema estelar resultante. Crédito: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF. | Descargar imagen

“El sistema probablemente tiene menos de 150.000 años de edad”, explica Kratter. “De nuestro análisis se desprende que el disco es inestable, y la más alejada de las tres protoestrellas puede haberse formado recién en los últimos 10.000 a 20.000 años”, agrega.

El sistema L1448 IRS3B, concluyen los astrónomos, proporciona pruebas directas de que la fragmentación del disco puede generar jóvenes sistemas estelares múltiples en una etapa muy temprana de su desarrollo.

“Ahora esperamos encontrar otros ejemplos de este proceso, y comprender cuánto contribuyen para la población de estrellas múltiples”, concluye Tobin.

Los científicos presentaron sus hallazgos en la edición del 27 de octubre de la revista Nature.

Información adicional

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.