Espían el "brillo del núcleo" que forma las estrellas

T.E.L: 3 min. 22 seg.

Es un verdadero misterio, que de a poco se va desentrañando. ¿Cómo se forman las estrellas? Un grupo de astrónomos dice que un fenómeno que parece común en las nubes de gas y polvo que originan las estrellas sería clave para su entendimiento.
Imagen 1

No es que no se sepa, a grandes rasgos, cómo se forman las estrellas. Los astrónomos y astrofísicos señalan a las densas regiones de nubes cósmicas de gas y polvo, las nubes moleculares, como las responsables. Estas nubes que son más densas en unas regiones que en otras van acumulando materia hasta colapsar bajo su propia gravedad. La acumulación hace que esas regiones se vuelva más densa y caliente cada vez, hasta que finalmente se produce la fusión. Ese proceso de fusión, por el que los átomos de hidrógeno presentes en la nube se unen para formar helio, es lo que nos brinda la luz del Sol, por ejemplo.

Pero, ¿qué ocurre en la etapas más tempranas de este colapso? Un grupo internacional de astrónomos liderados por Laurent Pagani (LERMA, Observatorio de París) y Jürgen Steinacker (Instituto Max Planck), dicen haber descubierto un nuevo fenómeno que promete información crucial de las fases tempranas de la formación de estrellas y planetas: el brillo del núcleo.

Figura 1:
La nube molecular CB 244 en Cepheus, a 650 años luz de la Tierra. En esas nubes la luz de la Vía Láctea es dispersada en diferentes formas: la luz visible es dispersada principalmente por pequeños granos de polvo en las regiones más exteriores de la nube. La imagen de falso color muestra luz infrarroja dispersada por granos mayores de polvo en el interior de la nube.

Gracias a observaciones con el telescopio infrarrojo Spitzer, estos astrónomos publicaron en febrero la detección de radiación infrarroja que no esperaban, de la nube molecular L 183 en la constelación Serpens Cauda (la "Cabeza de la Serpiente") a unos 360 años luz de distancia. La radiación parecía provenir del núcleo de la nube. Comparando sus mediciones con detalladas simulaciones, los astrónomos mostraron que se trataba de luz dispersada por partículas de polvo con diámetros de alrededor de 1 micrómetro (una millonésima parte de un metro).
Pero no alcanza con una observación y se realizaron más. La nueva publicación en Science indica que se estudiaron 110 nubes moleculares a distancias de entre 300 y 1300 años luz, observadas con Spitzer en varios programas de sondeo. El análisis muestra, según los astrónomos, que el análisis anterior no fue una casualidad. En cambio, reveló que el efecto de la "luz del núcleo" es un fenómeno astronómico extendido.
Casi la mitad de los núcleos de nubes exhiben este "brillo de núcleo" o "coreshine", una radiación infrarroja asociada con la dispersión de granos de polvo en las regiones más densas.

Figura 2

El descubrimiento abre un nuevo campo de investigación tanto para el Observatorio Spitzer como para el próximo telescopio espacial James Webb que se lanzaría en 2014.

Las primeras observaciones muestran inesperados granos de polvo grandes que habrían comenzado a crecer antes del colapso de la nube. Una observación de particular interés radica en la constelación Vela en la cual no se observa el fenómeno. Quizás debido a las muchas perturbaciones supernova que tuvo. Al menos eso hipotetizan los autores del trabajo que suponen que esos eventos supernova destruyeron los granos de polvo más grandes en la región.

Pero, ¿Qué significa "brillo de núcleo"?
Se trata de una radiación detectada en las nubes moleculares que parece originarse en los núcleos de las nubes. Por eso el nombre. Esta radiación ocurriría gracias a la luz de estrellas cercanas que "rebota" en los núcleos de las nubes.
El descubrimiento fue sorpresivo al detectar que luz estelar era dispersada del oscuro núcleo en la forma de radiación infrarroja, que el telescopio Spitzer puede detectar. Se pensaba que los granos de polvo que formaban el núcleo de la nube molecular eran muy pequeños para reflejar la luz de las estrellas. El hallazgo indicó que se trataba de granos de polvo mayores a los pensados (1 micrón en vez de 0.1 micrón. En comparación pensemos que un cabello humano tiene unos 100 micrones de grosor!).
Puede parecer poco significativo, pero puede modificar los modelos de formación de estrellas y planetas. Por un lado, al ser más grandes los granos de polvo implica que los planetas podrían formarse más rápidamente. Es decir que las pequeñas "semillas" para la formación de planetas podrían formarse muy tempranamente, cuando la estrella todavía está en fases primitivas.

Figura 3: La imagen muestra la nube molecular L 183 observada por Spitzer (3.6 micrometros) y el Telescopio de Canadá-Francia-Hawai (0.9 micrometros).
En la luz del cercano infrarrojo (mostrado en azul) hay un "brillo de nube" por la luz dispersada por los granos más pequeños en las regiones exteriores.
La imagen de medio-infrarrojo (en amarillo) muestra el nuevo efecto descubierto o "Brillo de núcleo" producido por granos mayores en el denso núcleo de la nube. Se puede ver una animación en MPIA.

Fuentes y links relacionados

MPIA:New astronomical phenomenon: Coreshine provides insight into stellar births
NASA: Shining Starlight on the Dark Cocoons of Star Birth
Direct evidence of dust growth in L183 from mid-infrared light scattering
J. Steinacker, L. Pagani, A. Bacmann, S. Guieu
A&A 511, A9 (2010)
DOI: 10.1051/0004-6361/200912835
arXiv:0912.0145v2
The Ubiquity of Micrometer-Sized Dust Grains in the Dense Interstellar Medium
Laurent Pagani, Jürgen Steinacker, Aurore Bacmann, Amelia Stutz, Thomas Henning
Science 24 September 2010:
Vol. 329. no. 5999, pp. 1622 - 1624
DOI: 10.1126/science.1193211
Claudio Marchesin: Coreshine provides insight into stellar births

Sobre las imágenes

Imagen 1: Esta serie de imágenes de Spitzer muestran una gran masa de gas y polvo, llamada núcleo, donde las estrellas y planetas se podrán formar.
La imagen más a la derecha muestra el núcleo visto a longitudes de onda más larga de luz infrarroja (8 micrones). Al ser visto a esta longitud de onda, el núcleo aparece oscuro.
La imagen del medio muestra el núcleo a longitud más corta de infrarrojo (3.6 micrones). Ahora el núcleo se ilumina porque está reflejando la luz de estrellas cercanas. Esa inesperada luz, llamada "brillo del núcleo" indica a los astrónomos que el polvo del núcleo debe ser más grande de lo pensado.
La imagen a la izquierda es una combinación de las otras dos.
Este núcleo yace en lo profundo de la nube L183.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Observatoire de Paris/CNRS
Figuras 1 a 3. Crédito: MPIA, J. Steinacker et al.