21 de mayo de 2014

Una estrella en la sombra

El Telescopio Espacial Spitzer es un ingenio que explora el Universo infrarrojo. Fue lanzado el 25 de agosto de 2003 y desde su lanzamiento no ha parado de proporcionarnos interesantes noticias y descubrimientos en su entorno de investigación.

Esta vez, usando este telescopio espacial, los astrónomos han encontrado un cúmulo cósmico tan oscuro, denso y polvoriento que apenas son capaces de analizar su luz por lo débil que es. Lo interesante es que consiguen proyectar sombras, siendo éstas las más extensas jamás registradas.

Sin el infrarrojo, esta oscura nube sería inescrutable y el hecho de haberla analizado supone haber recogido información acerca de las primeras etapas tanto de la formación estelar como del cúmulo. Para este estudio, los astrónomos en lugar de medir la cantidad de luz infrarroja del fondo oscurecido por las nubes, han usado las sombras producidas para inferir qué material hay dentro de la nube.

Imagen tomada por el instrumento IRAC (InfraRed Array Camera) a bordo del Spitzer Space Telescope que muestra una nube tan oscura que se han utilizado las sombras que proyecta para estudiarla. Créditos: NASA/JPL-Caltech/Universidad de Zurich. 

La zona estudiada representa la parte más oscura de la nube que, situada a unos 16.000 años luz de distancia, aprovecha estas sombras para medir tanto la estructura como la masa de la nube. Por lo tanto, las observaciones de estas regiones oscuras, "iluminan" el camino hacia la comprensión de cómo se forman las estrellas más brillantes.

De acuerdo a los resultados obtenidos, es probable que esta nube evolucione hacia un cúmulo estelar muy masivo donde las zonas más densas albergarán estrellas enormes, catalogadas de tipo O. El nuevo estudio también ayudará a revelar cómo se forman estas estrellas descomunales que brillan a una temperatura de 30.000º C emitiendo un color blanco-azulado.

¿Divide y vencerás? Parece que no

La vida de estas estrellas es efímera, estallando como supernovas cuando llega su final liberando enormes cantidades de energía y generando elementos pesados, ​​necesarios para formar planetas y posibles seres vivos. De lo que no están seguros los investigadores es de cómo es posible que el material se acumule en nubes de cientos veces la masa de nuestro Sol sin disiparse o dividirse en nubes más pequeñas para formar estrellas menores.

Detalle de la imagen más oscura del cúmulo donde está naciendo la estrella tipo O. Créditos: NASA/JPL-Caltech/Universidad de Zurich.

"El mapa que hemos realizado de la estructura de la nube y de sus densos núcleos revela una gran cantidad de interesantes detalles acerca de una estrella masiva y el proceso de formación del cúmulo estrelar", dice Michael Butler, de la Universidad de Zurich (Suiza) y autor principal del estudio publicado en The Astrophysical Journal Letters.

El mapa ha ayudado a establecer la masa de la nube, dando un valor equivalente a 70.000 soles empaquetados en un superficie de unos 50 años luz de diámetro. "En este tipo raro de nube, Spitzer nos ha proporcionado una importante visión acerca de la formación masiva de un cúmulo estelar detectado en su primera etapa embrionaria", dice Jonathan Tan, profesor asociado de Astronomía en la University of Florida (Estados Unidos), co-autor del estudio.

Observar el infrarrojo

Observar en el infrarrojo es algo similar a lo que sucede en las puestas de Sol cuando hay neblina: la luz roja, de mayor longitud de onda, llega más fácilmente a nuestros ojos a través de esa neblina que dispersa y absorbe las demás frecuencias de luz visible, de onda más corta. En el caso de esta nube, sin embargo, las zonas más densas de material de formación estelar dentro de la nube están tan llenas de polvo que se dispersan y bloquear no sólo la luz visible, sino también gran parte de la infrarroja.

Detalle de la zona en cuestión analizada a partir de las sombras que proeycta. Créditos: NASA/JPL-Caltech/Universidad de Zurich.

La mayoría de las estrellas en el Universo, y tal vez incluyendo nuestro Sol, se piensa que se formaron en grupos a través nubes de gas y polvo más pequeñas. Los conglomerados de estrellas de baja masa son bastante comunes y están muy bien estudiados. Pero grupos que generan estrellas de mayor masa, como el que se ha descrito en el estudio de Butler, son escasos y distantes, lo que los hace más difíciles de ser examinados.

"Todavía no tenemos una teoría establecida sobre cómo se forman estas estrellas masivas", dice Tan. "Las mediciones detalladas de las nubes donde nacen estas estrellas masivas son importantes para orientar la nueva comprensión teórica", añade.

Este tipo de investigaciones hacen que de una pregunta tal vez surja una respuesta, pero también más preguntas que se tendrán que ir respondiendo con el uso de nuevos instrumentos cada vez más sensibles que nos permitan escrutar las estructuras más inaccesibles del Universo.
El artículo se ha publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters bajo el título "The Darkest Shadows: Deep Mid-infrared Extinction Mapping of a Massive Protocluster" (Michael J. Butler et al. 2014 ApJ 782 L30).

Los autores de la investigación son Michael J. Butler (Institute of Theoretical Physics de la University of Zürich, Suiza), Jonathan C. Tan (Department of Astronomy & Physics de la University of Florida, Estados Unidos) y Jouni Kainulainen (Max-Planck-Institut für Astronomie en Heidelberg, Alemania).

El JPL (Jet Propulsion Laboratory) de la NASA en California (Estados Unidos) gestiona la misión del Telescopio Espacial Spitzer para el Science Mission Directorate de la NASA en Washington (Estados Unidos).
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