Un equipo de astrónomos usó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
(ALMA) para observar L1527, una protoestrella de baja masa que se encuentra en
una incubadora de estrellas en la nube molecular de Tauro, a unos 450 años luz
de la Tierra. Tiene un disco protoplanetario que gira y se encuentra
prácticamente de perfil con respecto a nosotros, cubierto por un gran
envoltorio de moléculas y polvo. Gracias a ALMA, los investigadores pudieron
resolver por primera vez la estructura de este joven sistema estelar.
Una de las grandes incógnitas de la astrofísica es
cómo las estrellas similares al Sol logran formarse a partir de nubes
moleculares que colapsan, en zonas incubadoras de estrellas. Esta interrogante
se conoce como el problema del momento
angular en la formación estelar.
Básicamente, el gas de la nube incubadora presenta
cierto movimiento giratorio que confiere a cada elemento del gas una
determinada cantidad de momento angular. Al colapsar hacia dentro, terminan
alcanzando un estado donde la atracción gravitacional de la estrella naciente
es compensada por la fuerza centrífuga, de forma que el flujo no puede continuar
hacia dentro de un determinado radio, a menos que pierdan parte de su momento
angular. Este umbral se conoce como barrera centrífuga.
Ahora, gracias a las mediciones realizadas con las
antenas de radio de ALMA, un grupo encabezado por Nami Sakai, del Riken Star
and Planet Formation Laboratory, encontró pistas que explicarían cómo el gas
presente en la nube llega a la superficie de la estrella en formación.
Sakai y su grupo recurrieron al observatorio ALMA y
sus 66 antenas ubicadas en el desierto de Atacama, en el norte de Chile, para
entender mejor el proceso. Estas antenas se encuentran conectadas en una
cuidadosa configuración destinada a proporcionar imágenes de las emisiones de
radio de zonas proto estelares de todo el Universo.
En estudios anteriores, al observar las moléculas
que rodean la misma proto estrella, Sakai había descubierto que, al contrario
de lo que se creía, la transición desde el envoltorio hasta la parte interna
del disco (que posteriormente da nacimiento a planetas) es un proceso muy
complejo.
“Al mirar los datos
observacionales, nos percatamos de que la zona cercana a la barrera centrífuga,
donde las partículas ya no pueden entrar, es bastante compleja, y comprendimos
que el análisis de los movimientos de esta zona de transición podía ser crucial
para entender cómo colapsa el envoltorio”, explica Sakai.
Las nuevas observaciones muestran un ensanchamiento
del envoltorio en la zona de transición entre la parte interna del disco y el
envoltorio.
Sakai lo compara a un “atasco en la zona inmediatamente externa a la barrera centrífuga,
donde el gas se calienta por efecto de la onda de choque. Las observaciones
mostraron claramente que buena parte del momento angular se pierde cuando el
gas es proyectado en dirección vertical a partir del disco protoplanetario
formado alrededor de la protoestrella”.Este comportamiento coincide con las simulaciones digitales que el equipo había realizado sobre la base de un modelo exclusivamente balístico, donde las partículas se comportan como simples proyectiles que no necesitan la influencia de fuerzas magnéticas o de otro tipo.
Sakai pretende seguir realizando observaciones con
el poderoso conjunto de ALMA “para
seguir profundizando el conocimiento de las dinámicas de la formación estelar y
explicar a cabalidad cómo la materia colapsa hacia la estrella en formación.
Este trabajo también podría ayudar a comprender mejor la evolución de nuestro
propio Sistema Solar”.
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 se financia por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF
en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el
Consejo Nacional de Ciencia de Taiwán (NSC), 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.
