Utilizando el telescopio espacial James Webb, los astrónomos han detectado una inesperada radiación ultravioleta de alta energía alrededor de cinco estrellas jóvenes, o protoestrellas, en la región de nacimiento de estrellas de Ofiuco. El descubrimiento podría provocar un cambio en nuestros modelos de formación estelar.
Las protoestrellas representan la etapa inicial de la vida de las estrellas después de su formación mediante el colapso de densas manchas de gas y polvo en nubes moleculares. Todavía están rodeados por envolturas del material del que se forman y del que recogen masa. Este proceso de acumulación de masa continúa hasta que la protoestrella es lo suficientemente masiva como para desencadenar la fusión de hidrógeno con helio en su núcleo, el proceso que define una estrella adulta de “secuencia principal”.
Las mejores elecciones para ti
Este equipo descubrió que para comprender estos poderosos flujos de estrellas jóvenes, los científicos deben tener en cuenta la radiación ultravioleta.
“Esta es la primera sorpresa. Las estrellas jóvenes no son capaces de ser una fuente de radiación; no pueden ‘producir’ radiación. Por lo tanto, no deberíamos esperarlo. Y sin embargo, hemos demostrado que los rayos UV ocurren cerca de las protoestrellas”, dijo en el comunicado Agata Karska, miembro del equipo de investigación del Centro de Tecnologías Interdisciplinarias Modernas de la Universidad Nicolaus Copernicus en Torun, Polonia. “¿De dónde vino? ¿Cuál es su fuente: interna o externa? Decidimos investigar esto”.
Estrellas jóvenes que hacen berrinches
Para llevar a cabo esta investigación, el equipo dirigió el Telescopio Espacial James Webb (JWST) y su Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) hacia la nube molecular de Ofiuco en la constelación de Ofiuco, el portador de la Serpiente. Situada a unos 450 años luz de la Tierra, esta nube molecular alberga muchas estrellas jóvenes y calientes de “tipo B” que emiten una fuerte radiación ultravioleta.
Esto permitió al equipo realizar observaciones detalladas de cinco protoestrellas ubicadas a diferentes distancias de estas estrellas masivas. En particular, los científicos se interesaron por las emisiones de hidrógeno molecular.
Compuesto por dos átomos de hidrógeno, el hidrógeno molecular es la molécula más abundante del universo. El hidrógeno molecular no puede verse con telescopios terrestres a través de la atmósfera de la Tierra, pero aún es complicado detectarlo en las nubes moleculares desde el espacio. Esto se debe a que la temperatura de estos vastos complejos de denso gas formador de estrellas es demasiado baja para excitar estas moléculas.
Sin embargo, cuando los flujos de estrellas jóvenes golpean las nubes moleculares circundantes, se crean ondas de choque que calientan la materia y hacen que el hidrógeno molecular emita emisiones reveladoras. Estas son emisiones que pueden ser detectadas por JWST y MIRI. convirtiéndolos en el equipo científico ideal para estudiar las salidas de las protoestrellas.
Las observaciones del JWST demostraron claramente a los investigadores que la radiación ultravioleta está presente alrededor de las protoestrellas en Ophiuchus. Pero la gran pregunta es ¿de dónde viene esta radiación?
No te pierdas estos
Una posible fuente de esta radiación ultravioleta son los procesos que ocurren inmediatamente alrededor de las protoestrellas. Esto podría incluir choques causados cuando el material de la nube molecular cae sobre la protoestrella. Alternativamente, la radiación puede ser generada por choques a lo largo del chorro de material que brota de estas estrellas infantiles que hacen rabietas.
Otra posibilidad es que la radiación ultravioleta provenga de estrellas masivas cercanas, que iluminan con su luz a sus protoestrellas vecinas. Para eliminar esta fuente externa, el equipo consideró las propiedades de las estrellas circundantes y sus distancias a las protoestrellas. Luego, los investigadores tuvieron en cuenta la capacidad del polvo alrededor de las protoestrellas para absorber la radiación ultravioleta y reemitirla en longitudes de onda de luz más largas.
“Usando estos dos métodos, demostramos que la radiación ultravioleta, en términos de condiciones externas, varía significativamente entre nuestras protoestrellas y, por lo tanto, deberíamos ver diferencias en la emisión molecular”, dijo Skretas. “Resulta que no los vemos”.
Esto significó que el equipo pudo rechazar fuentes externas, como estrellas vecinas, como fuentes de esta radiación.
“Podemos decir con seguridad que en las proximidades de la protoestrella hay radiación ultravioleta, ya que sin duda afecta a las líneas moleculares observadas”, afirmó Karska. “Por tanto, su origen tiene que ser interno”.
Los investigadores continuarán estudiando las observaciones del JWST no sólo del gas y las protoestrellas de la nube molecular de Ofiuco, sino también del polvo y el hielo de esta región. El objetivo es llegar al fondo de la inexplicable radiación ultravioleta que rodea a estos objetos.
La investigación del equipo fue publicada el 13 de noviembre en la revista Astronomy & Astrophysics.