Observaciones de flujos de material torcido provenientes de estrellas en formación realizadas con el Observatorio ALMA, muestran los campos magnéticos que la ciencia había predicho, pero que no podía probar.
Astrónomos que utilizan el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) —del cual es socio el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO) de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF)— han captado las primeras imágenes directas y de alta resolución de un campo magnético estrechamente enrollado alrededor del flujo de gas que emana de una estrella en formación; una evidencia que resuelve un enigma de hace décadas sobre cómo las estrellas jóvenes moldean los potentes chorros que las originan.
Los hallazgos, obtenidos por un equipo de investigación dirigido por Tao-Chung Ching —quien recibiera una beca Jansky de la NSF y NRAO bajo la mentoría del científico Emmanuel Momjian—, se centraron en NGC 1333 IRAS 4A, un sistema estelar binario joven situado en la nube molecular de Perseo, a unos 960 años luz de la Tierra.
Un embudo magnético invisible, revelado por ALMA
Las estrellas recién formadas crecen atrayendo gas y polvo de un disco de material circundante. Al hacerlo, también expulsan parte de ese material de vuelta al espacio mediante chorros rápidos y estrechos, así como también mediante flujos más amplios y lentos; un proceso que, según se sospecha desde hace tiempo, está moldeado e impulsado por campos magnéticos retorcidos en una configuración anular con forma de embudo alrededor del chorro.
«Por primera vez, estas observaciones de ALMA han captado este embudo de campos magnéticos invisible», señaló Ching. «Esto es emocionante porque confirma una teoría de hace décadas sobre cómo nacen las estrellas —como nuestro propio Sol— y cómo lanzan potentes chorros cósmicos».
El equipo utilizó la excepcional resolución de ALMA —aproximadamente 30 veces más nítida que la de telescopios anteriores— para medir la débil polarización del gas de monóxido de carbono que emana del flujo saliente alrededor de IRAS 4A. Esta señal de polarización permitió determinar la morfología y la intensidad del campo magnético que atraviesa dicho flujo a distancias de apenas unos cientos de unidades astronómicas (la distancia media entre la Tierra y el Sol) de la joven estrella.
El equipo descubrió que el campo magnético tenía una intensidad de unas pocas milésimas de gauss (una cifra modesta en comparación con un imán doméstico, pero inmensa a escala del espacio interestelar) y que envolvía el flujo de salida como una bobina, extendiéndose perpendicularmente a la dirección del movimiento del gas y coincidiendo con la rotación de dicho flujo. Esa geometría es característica de un campo magnético «toroidal» (o con forma de anillo), exactamente lo que los modelos teóricos habían predicho durante décadas, pero que nunca se había confirmado directamente con tal nivel de detalle.
«Este estudio representa la primera observación —y la de mayor resolución— de campos magnéticos toroidales con intensidades del orden de los miligauss a una escala de varios cientos de unidades astronómicas de una protoestrella», añade Ching.
«Sabíamos que IRAS 4A era un caso «de libro»: hace 20 años, en un trabajo publicado en la revista Science en 2006, descubrimos que esta región seguía el colapso impulsado magnéticamente que se preveía teóricamente», afirma Josep Miquel Girart, coautor e investigador del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) y del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC).
Una nueva herramienta para cartografiar campos magnéticos
Información adicional
El artículo científico lleva el título «Unveiling dominant toroidal magnetic fields in a protostellar outflow» y fue publicado en Nature Communications.
La lista completa de autores es T.-C. Ching, Z.-Y. Li, Q. Zhang, J.M. Girart, S. -P. Lai, C. -F. Lee, R. Rao y E. Momjian.
Este artículo se basa en un comunicado de prensa del Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), socio de ALMA en representación de América del Norte.
El Observatorio Radio Astronómico Nacional de los Estados Unidos y el Observatorio Green Bank son instalaciones importantes de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, operadas bajo un acuerdo de cooperación por Associated Universities, Inc.
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, 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 miembro, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán (NSTC), 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 miembro; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities (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.
