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29/9/06 - DJ:

Colapso de gas como mecanismo de formación de estrellas más masivas que el Sol

¿Cómo se originan las estrellas masivas en el Universo? ¿Son el resultado de procesos de colapso gravitacional y de acreción de gas y polvo estelar?.
Vía Universia

El descubrimiento de un colapso cerca de la estrella masiva y luminosa G24.78+0.08 A1, publicado ahora en la la revista Nature por un equipo internacional, es un nuevo impulso a las predicciones teóricas sobre formación de estrellas masivas por acreación a través de un disco o torus, tal como ocurre en las estrellas de masa inferior.

El estudio es un nuevo paso para restringir los modelos teóricos sobre formación de estrellas masivas
Está firmado por un equipo internacional liderado por la investigadora del programa Juan de la Cierva, Maria Teresa Beltrán, del Departamento de Astronomía y Meteorología de la UB. También han participado Riccardo Cesaroni, Claudio Codella, Leonardo Testi y Luca Olmi, del Osservatorio Astrofisico di Arcetri (Italia), y Ray Furuya, del Subaru Telescope del National Astronomical Observatory of Japan (Japón).

En el proceso de formación estelar, los movimientos de colapso, expansión y rotación tienen un importante papel. Éste es, por lo menos, el escenario para estrellas de baja masa como el Sol, formadas por un proceso de acreción de gas y polvo, en el que las evidencias observacionales y la teoría apuntan a la existencia de material circumestelar descendiente hacia la estrella recientemente formada.

Si la masa es ocho veces superior a la del Sol, la formación de una estrella por acreción de material ha de superar obstáculos importantes
El potente viento estelar y la gran presión de radiación de la estrella pueden detener la acreción sobre la estrella central e impedir, por lo tanto, el crecimiento de su masa. Éste es un problema fundamental en el cmapo de la formación estelar masiva, y nos conduce a una paradoja: las estrellas con más de ocho masas solares no tendrían que existir.

Recientemente, algunos trabajos teóricos habían propuesto un posible escenario para resolver el problema: la formación de estrellas masivas mediante acreción no esférica (es decir, a través de un disco o torus). Según este modelo, parte de los fotones estelares podrían escapar a lo largo del eje de rotación, donde la densidad se ha reducido considerablemente.

En este artículo, el equipo científico presenta importantes evidencias de colapso en un torus circumestelar en rotación alrededor de la estrella G24.78+0.08 A1, que es veinte veces más masiva que el Sol.

El descubrimiento, de carácter único en el mundo de la astronomía, es una de las pocas detecciones directas de colapso en una estrella joven de alta masa registradas hasta hoy día, y revela por primera vez la existencia simultánea de un torus en rotación y colapso, un flujo molecular bipolar impulsado por la estrella, y una región ionizada ultracompacta alrededor de la estrella.

El descubrimiento se ha llevado a cabo por medio de observaciones de la molécula de amoníaco en longitud de onda de 1,3 cm, realizados con la red de veintisiete antenas del del Very Large Array del National Radio Astronomy Observatory (Estados Unidos).

El área investigada, G24.78+0.08, es una región de formación estelar masiva situada a una distancia de unos 7,7 kiloparsecs
El equipo investigador ha estudiado la región con detalles desde diferentes observatorios, tal com lo demuestra el elevado número de artículos científicos publicados en revistas especializadas.

La región contiene un cúmulo de objetos estelares jóvenes, algunos de los cuales están asociados con torus en rotación. Uno de estos objetos jóvenes, G24.78+0.08 A1, está impulsando un potente flujo bipolar de alta velocitat y contiene, además, una región ionizada ultracompacta de unas 1500 unidades astronómicas de diámetro situada en el centro del torus.

El espectro en el contínuo de este objeto correspondería al de una estrella de secuencia principal de edad cero de tipo espectral O9.5 (es decir, unas veinte veces la masa del Sol), y con una alta luminosidad (33.000 veces la del Sol).

Como que la región ionizada es muy brillante en longitudes de onda centimétricas, y su temperatura superaría los 2000º K, es muy fàcil observar el gas molecular —más frío, a 100º K— en absorción frente a la emisión del espectro contínuo.

Si además de girar, el torus tambíen está colapsando hacia la estrella central, se esperaría ver esta absorción desviada hacia velocidades positivas (a causa de un efecto Doppler hacia el rojo) con relación a la velocidad estelar.

Las observaciones del amoníaco de G24.78+0.08 A1 han revelado precisamente que la emisión de esta molécula se observa en absorción hacia la región ionizada por la estrella, con el máximo de absorción —observado justo en el centro del torus en rotación—desplazado hacia el rojo unos 2 km/s respecto a la velocidad estelar.

El gas detectado en absorción se está acercando a la región ionizada ultracompacta a una velocidad de unos 2 km/s
De esta manera, se confirma la existencia de colapso hacia la estrella de tipo O que está situada en el centro del torus. De acuerdo con las propidades del amoníaco, se deriva una tasa de acreción del material sobre la estrella central suficientemente elevada para superar la presión de radiación de la estrella y, por lo tanto, para que la estrella continúe ganando masa mediante la acreción del material que le rodea.

Puedes ver más información en el portal de CIENCIA, INVESTIGACIÓN Y PDI


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