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El descubrimiento inesperado de Hubble cambió nuestra comprensión de la formación de estrellas

Lo que pensamos era quizás un interruptor para la formación de estrellas que no parece funcionar de esa manera después de todo.

Nuevas observaciones del Telescopio Espacial Hubble muestran que los fuertes chorros astrofísicos y los vientos estelares que fluyen de las estrellas jóvenes no tienen el efecto esperado de amortiguar el proceso de crecimiento estelar. Esto presenta un gran dilema para nuestros modelos de formación estelar.

El nacimiento de estrellas es un proceso muy largo en escalas de tiempo humanas. No es como si pudiéramos sentarnos y ver cómo se ve una pequeña estrella desde que se pone de pie. Lo que podemos hacer es encontrar un montón de estrellas en diferentes etapas del proceso de formación y juntar las piezas como un rompecabezas.

El modelo más popular es el siguiente: primero, debe comenzar con una colección de materia realmente densa en una nube de gas molecular interestelar frío.

Con suficiente densidad, el grupo colapsa por su propia gravedad para formar una protoestrella, que comienza a girar. Esta rotación hace que el material en la nube circundante forme un disco, que fluye hacia la estrella en crecimiento como el agua en un canalón, y es atraído implacablemente por la fuerza de la gravedad.

Pero solo el 30 por ciento de la masa de la nube inicial termina en la estrella. Hasta ahora, hemos tenido una muy buena explicación de por qué: a medida que la estrella crece, comienza a producir fuertes vientos estelares. Además, el material que cae sobre la estrella comienza a interactuar con los campos magnéticos de la estrella y fluye a lo largo de las líneas del campo magnético hacia los polos, donde es empujado al espacio en forma de poderosos chorros de plasma.

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La propulsión externa común de estas dos fuerzas, también conocida como Reacciones astrales, Excava una cavidad cada vez más grande en la nube molecular alrededor de la estrella, privándola finalmente de los materiales necesarios para un mayor crecimiento y determinando la masa final de la estrella.

O eso pensamos.

Estrellas de niños(RB Andreo / DeepSkyColors.com, NASA, ESA, STScI, N. Habel, ST Megeath / Universidad de Toledo)

En un estudio de 304 estrellas elementales en la región de formación estelar del complejo de Orión, sombreada en amarillo en la imagen de arriba, los astrónomos no encontraron evidencia de que las cavidades de salida crezcan de manera constante a medida que la estrella crece rápidamente.

“En una realización de la formación estelar, si comienzas con una pequeña cavidad, a medida que la estrella inicial se vuelve más desarrollada rápidamente, su salida crea continuamente una cavidad más grande hasta que el gas circundante finalmente se expulsa, dejando una estrella aislada”. El astrónomo Nolan Hubble dijo De la Universidad de Toledo.

“Nuestras observaciones indican que no hay un crecimiento gradual que podamos encontrar y, por lo tanto, las cavidades no crecen hasta que empujan toda la masa de la nube hacia afuera. Por lo tanto, debe haber otro proceso en marcha para deshacerse de la interminable gas en la estrella “.

El estudio requirió datos de varios telescopios espaciales. Realizado por el Observatorio Espacial Herschel y el Telescopio Espacial Spitzer Encuestas Desde el complejo de Orión hasta la construcción de un catálogo de cientos de estrellas elementales. Basándose en la luz de estas estrellas en sus encuestas, Abel y su equipo clasificaron las estrellas primarias por edad.

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A continuación, tomaron observaciones de la región de nubes alrededor del infrarrojo cercano usando Hubble. Algunos de estos se muestran a continuación. Aunque la luz óptica no puede penetrar la nube primaria de la estrella, las longitudes de onda infrarrojas pueden hacerlo, y las observaciones infrarrojas son una excelente herramienta para investigar áreas de nubes densas.

En este caso, la luz de la estrella formada se refleja en los límites de la cavidad, lo que permite a los astrónomos determinar su tamaño.

Notas del Hubble(NASA, Agencia Espacial Europea, STScI, N. Habel y ST Megeath / Universidad de Toledo)

Este arduo trabajo dio como resultado un catálogo de las protoestrellas y sus cavidades, ordenadas por edad … y las estrellas primarias más antiguas no parecen tener las más grandes.

“Descubrimos que al final de la etapa inicial de la estrella, cuando la mayor parte del gas de la nube circundante ha caído sobre la estrella, varias estrellas jóvenes todavía tienen bolsas bastante estrechas”. El astrónomo Tom Megeth dijo De la Universidad de Toledo.

“Así que esta imagen aún popular de lo que determina la masa de una estrella y lo que detiene el bloqueo de gas es que esta cavidad de salida aumentada barre todo el gas. Esto ha sido fundamental para nuestra idea de cómo persisten las estrellas, pero no es así”. Parece que encaja con los datos aquí “.

Los investigadores dijeron que, aunque el viento y los chorros aún podrían desempeñar algún papel en la formación de estrellas, ese papel no parecía ser tan importante como pensábamos. Es posible que los flujos de salida más lentos y de mayor densidad sean los responsables, un mecanismo similar, pero lleva más tiempo eliminar una cavidad, pero sin observaciones más detalladas es imposible saberlo.

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Entonces, este será uno de los próximos pasos. Por supuesto, los astrónomos también buscarán modelar y simular la formación de estrellas, para tratar de identificar otros mecanismos que podrían conducir a un crecimiento atrofiado con una contribución mucho menor de las reacciones estelares. Vea este espacio.

La investigación del equipo está programada para aparecer en El diario astrofísico, Y disponible en arXiv.