Nuevas hipótesis sobre formación de estrellas

Un cúmulo de estrellas en el centro de la Nebulosa de la Flama, a unos 1.400 años luz de la Tierra. La imagen compuesta combina información del Telescopio Espacial Spitzer y del Observatorio de rayos X Chandra. Crédito de la imagen: NASA/CXC/PSU/K.Getman, E.Feigelson, M.Kuhn & the MYStIX team; Infrared:NASA/JPL-Caltech
Un cúmulo de estrellas en el centro de la Nebulosa de la Flama, a unos 1.400 años luz de la Tierra. La imagen compuesta combina información del Telescopio Espacial Spitzer y del Observatorio de rayos X Chandra. Crédito de la imagen: NASA/CXC/PSU/K.Getman, E.Feigelson, M.Kuhn & the MYStIX team; Infrared:NASA/JPL-Caltech

 

Un nuevo estudio de NGC 2024 -la Nebulosa de la Flama- y de la Nebulosa de Orión muestra que los cúmulos de estrellas en el exterior de estos cluster son más antiguos que los de la zona central. Y aporta algunas hipótesis distintas a las ideas que existían sobre cómo las estrellas, como nuestro Sol, se constituyen en estos cúmulos. Los astrónomos han desarrollado una nueva técnica que utiliza los datos de Chandra X-ray Observatory, de la NASA, y tres telescopios infrarrojos para hacer este descubrimiento.

 

 

Hay que recordar que las estrellas a menudo nacen en racimos, en gigantescas nubes de gas y polvo. Los astrónomos han estudiado dos grupos de estrellas utilizando el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y tres telescopios infrarrojos, y los resultados muestran que habrá que empezar a analizar nuevamente aquellas ideas.

 

En la imagen compuesta dada a conocer para difundir el hallazgo, se ve uno de los cúmulos, NGC 2024, que se encuentra en el centro de la llamada Nebulosa de la Llama, a unos 1.400 años luz de la Tierra. Aquí, los rayos X de Chandra son vistos como púrpura, mientras que los datos infrarrojos del Telescopio Espacial Spitzer, también de la NASA son de color rojo, verde y azul.

 

La Nebulosa de la Flama, en rayos X, captado por el Observatorio de rayos X Chandra.
La Nebulosa de la Flama, en rayos X, captado por el Observatorio de rayos X Chandra.

 

Un estudio de NGC 2024 y del cluster de la Nebulosa de Orión, otra región donde hay muchas estrellas en formación, sugiere que las estrellas en las afueras de estas agrupaciones son más antiguas que las de las regiones centrales. Esto difiere de la idea generalizada sobre la formación estelar, que señala que las estrellas nacen en el centro al colapsar una nube de gas y polvo, y cuando la densidad es lo suficientemente grande.

 

El equipo de investigación desarrolló un proceso de dos pasos para hacer este descubrimiento. En primer lugar, utilizaron los datos de Chandra que captó los rayos X del brillo de las estrellas para determinar sus masas. Luego, determinaron el brillo de las estrellas en luz infrarroja con datos del Telescopio Spitzer, el telescopio 2MASS, y el Telescopio Infrarrojo del Reino Unido. Al combinar esta información con los modelos teóricos, podrían estimarse las edades de las estrellas de los dos grupos.

 

 

De acuerdo con los nuevos resultados, las estrellas en el centro de NGC 2024 tienen unos 200.000 años de antigüedad mientras que en el exterior tienen alrededor de 1,5 millones de años de antigüedad. En Orión, la diferencia en la antigüedad fue de 1,2 millones de años en el centro del cúmulo a casi 2 millones de años en las estrellas de los límites exteriores.

 

Las explicaciones de los nuevos hallazgos se pueden agrupar en tres grandes categorías. La primera es que la formación de estrellas sigue ocurriendo en las regiones interiores. Esto se debería a que el gas en las regiones exteriores de una nube de formación estelar es más fino y más difuso que en las regiones interiores. Con el tiempo, si la densidad cae por debajo de determinado valor donde ya no puede colapsar para formar estrellas, la formación de estrellas cesará en las regiones externas, mientras que las estrellas se siguen formando en las regiones interiores, dando lugar a una concentración de estrellas más jóvenes allí.

 

El Chandra X-ray Observatory en el interior de la bahía de carga útil del Transbordador Columbia, que lo desplegó en la misión STS-93. (Photo credit: Wikipedia)
El Chandra X-ray Observatory en el interior de la bahía de carga útil del Transbordador Columbia, que lo desplegó en la misión STS-93. (Photo credit: Wikipedia)

 

Otra sugerencia es que las estrellas más antiguas han tenido más tiempo para alejarse del centro del cúmulo, o fueron expulsadas hacia el exterior por la interacción con otras estrellas. Por último, las observaciones podrían explicar que las estrellas jóvenes se forman en filamentos masivos de gas que caen hacia el centro del cúmulo.

 

La combinación de rayos X de Chandra y los datos infrarrojos es muy importante para estudiar de esta manera las poblaciones de estrellas jóvenes. Porque con los telescopios que detectan luz visible muchas estrellas son oscurecidas por el polvo y el gas en estas regiones de formación estelar, como puede apreciarse en una imagen óptica de la región.

 

La Nebulosa de la Flama captado en el rango de luz óptica. Crédito de la imagen: Digitized Sky Survey
La Nebulosa de la Flama captado en el rango de luz óptica. Crédito de la imagen: Digitized Sky Survey

 

Estos resultados estarán disponibles en línea en dos artículos separados en The Astrophysical Journal: documentos 1 y 2. Integran el proyecto Mystix (Massive Young Star-Forming Complex Study in Infrared and X-ray) liderado por astrónomos de Penn State.

 

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