ALMA obtiene vista privilegiada de duelo entre fuerzas opuestas en zona de formación estelar de la Gran Nube de Magallanes

15 junio 2022

Tras usar el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para observar regiones donde se forman estrellas en la Gran Nube de Magallanes, un equipo de investigación descubrió la existencia de un turbulento fenómeno de tira y empuja en la región de formación estelar 30 Doradus. Las observaciones revelaron que, a pesar de una intensa retroalimentación estelar, la gravedad está influyendo en la nube molecular y, contra todo pronóstico científico, sigue empujando la formación de estrellas jóvenes y masivas. Los resultados de las observaciones se presentaron hoy en una conferencia de prensa durante la asamblea 240 de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS, por su sigla en inglés), celebrada en Pasadena (California, EE. UU.), y se publicaron en la revista The Astrophysical Journal (ApJ).

 

30 Doradus es una gran región de formación de estrellas ubicada en las cercanías de la Vía Láctea (a tan solo 170.000 años luz de distancia), en el corazón de la famosa Nebulosa de la Tarántula, en la Gran Nube de Magallanes. Este cúmulo de estrellas, el más grande del vecindario cósmico, es un objeto de estudio ideal para quienes buscan comprender el nacimiento y la evolución de las estrellas. En el centro de 30 Doradus se encuentra una brillante cuna estelar que ha sido testigo del nacimiento de más de 800.000 estrellas y protoestrellas, entre ellas medio millón de jóvenes estrellas masivas y calientes. Esta región reviste especial interés para quienes estudian la formación estelar y la evolución de las galaxias, debido al efecto contrapuesto que se puede observar entre la gravedad y la retroalimentación estelar (un fenómeno donde una gran cantidad de energía devuelta a la región por estrellas jóvenes y masivas puede ralentizar la formación de nuevas estrellas), dos fenómenos que compiten entre sí, controlando la tasa de formación estelar.

 

Nuevas observaciones de 30 Doradus se llevaron a cabo con los receptores extremadamente sensibles de Banda 6 de ALMA, un observatorio coadministrado por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO) de la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos (NSF), revelando sorprendente información sobre la nube molecular. “Las estrellas se forman cuando las densas nubes de gas se vuelven incapaces de resistir la fuerza de gravedad. Nuestras nuevas observaciones revelaron claros indicios de que la gravedad está incidiendo en las partes más densas de las nubes, y a la vez mostraron muchos fragmentos de nubes de menor densidad y demasiado turbulentas como para que la gravedad las afecte”, explica Tony Wong, profesor de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y autor principal del nuevo estudio. “En las partes de la nube más cercanas a las estrellas jóvenes y masivas esperábamos encontrar claras señales de que la gravedad era contrarrestada por la retroalimentación y, en consecuencia, ver una menor tasa de formación estelar. En cambio, nuestras observaciones confirmaron que, incluso en una zona con retroalimentación extremadamente activa, la gravedad sigue siendo bastante fuerte y la formación de estrellas es muy posible que continúe”.

 

Para tener una idea más clara sobre 30 Doradus, el equipo dividió la nube en zonas para ver cómo difieren unas partes de otras. Como las estrellas suelen formarse en las partes más densas de las nubes moleculares, era muy importante distinguir las zonas más densas de las menos densas para entender a cabalidad lo que sucede en 30 Doradus. Esta novedosa forma de proceder permitió definir un patrón. “Creíamos que las nubes de gas interestelar eran estructuras gordinflonas o redondeadas, pero está quedando cada vez más claro que se trata de estructuras estiradas o filamentosas”, afirma Tony Wong. “Cuando dividimos la nube en sectores para medir diferencias en la densidad, vimos que las partes más densas no tienen una distribución aleatoria, sino que están muy bien organizadas en estos filamentos. A su vez, los filamentos parecen ser moldeados por la gravedad, con lo cual son probablemente un paso importante en el proceso de formación estelar”.

 

A diferencia de la Vía Láctea, que presenta una tasa de formación estelar relativamente lenta, de unas siete estrellas (o el equivalente a cuatro masas solares) por año, las regiones de formación de estrellas de la Gran Nube de Magallanes, hogar de 30 Doradus, experimentan ciclos de “auge y caída” más marcados, los que muchas veces resultan en períodos de intenso nacimiento estelar. El equipo espera que los nuevos hallazgos, sumados a futuras investigaciones, arrojen luz sobre las diferencias entre la Vía Láctea y otras galaxias con formación estelar más activa, ayudando a comprender cómo la competencia entre la gravedad y la retroalimentación incide en la forma de las nubes moleculares y afecta la velocidad a la que se forman nuevas estrellas.

 

Remy Indebetouw, astrónomo de NRAO y coautor del estudio, comenta: “30 Doradus contiene el cúmulo de estrellas masivo más cercano a la Tierra. Este tipo de cúmulo puede actuar como una verdadera bomba en una galaxia, expulsando gas e incluso alterando su evolución en el largo plazo. Queremos entender en detalle cómo las nubes moleculares se convierten en estrellas: cuánto tardan, cuán rápido las estrellas recién formadas empiezan a afectar su nube materna y a lo largo de qué distancias. Estos son todos aspectos poco comprendidos por el momento. Observar estos cúmulos nos permitirá acercarnos un poquito a las respuestas”.

 

Según Wong, las observaciones están ayudando a los científicos no solo a entender las implicaciones científicas generales de los procesos de formación estelar, sino también a revelar la historia y el futuro de las galaxias. “Uno de los principales misterios de la astronomía es por qué todavía podemos presenciar estrellas formándose hoy. ¿Qué impidió que todo el gas colapsara en un enorme espectáculo de fuegos artificiales mucho tiempo atrás? Lo que estamos descubriendo ahora puede ayudarnos a ver lo que sucede en las entrañas de las nubes moleculares y entender mejor cómo las galaxias sostienen los procesos de formación estelar en el tiempo”.

 

 

 Información adicional sobre el NRAO

 

El Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos (NRAO) pertenece a la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos (NSF) y es operado por Associated Universities Inc. (AUI) en virtud de un acuerdo de cooperación.

 

Información adicional sobre el ALMA

 

El observatorio astronómico internacional Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

 

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.

 

Contacto:

 

Amy C. Oliver

Public Information Officer, ALMA

Public Information & News Manager, NRAO

+1 434 242 9584

aoliver@nrao.edu

 

Imagen compuesta de 30 Doradus en la Gran Nube de Magallanes

 

Ampliación de la región sur de 30 Doradus

 

Ampliación de la región norte de 30 Doradus

30 Doradus, ubicada en la Gran Nube de Magellanes