Categoría: Ciencia

Por primera vez, un equipo de astrónomos y astrónomas ha observado, en la misma imagen, la sombra del agujero negro del centro de la galaxia Messier 87 (M87) y el potente chorro expulsado. Las observaciones se realizaron en 2018 con telescopios del Global Millimeter VLBI Array (GMVA), el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y el Telescopio de Groenlandia (GLT). Gracias a esta nueva imagen, la comunidad astronómica puede comprender mejor cómo los agujeros negros lanzan chorros tan energéticos.

“Anteriormente habíamos visto tanto el agujero negro como el chorro en imágenes separadas, pero ahora hemos tomado una fotografía panorámica del agujero negro junto con su chorro en una nueva longitud de onda”, dice Ru-Sen Lu, del Observatorio Astronómico de Shanghai y líder de un Grupo de Investigación Max Planck en la Academia de Ciencias de China. Se cree que el material circundante cae en el agujero negro en un proceso conocido como acreción. Pero nadie lo ha fotografiado directamente. «El anillo que hemos observado antes aparece más grande y más grueso a una longitud de onda de observación de 3,5 mm. Esto muestra que el material que cae en el agujero negro produce una emisión adicional que ahora se aprecia en la nueva imagen. Esto nos da una visión más completa de los procesos físicos que actúan cerca del agujero negro”, agregó.

La participación de ALMA y GLT en las observaciones de GMVA y el aumento resultante en la resolución y sensibilidad de esta red intercontinental de telescopios ha hecho posible obtener imágenes de la estructura en forma de anillo en M87 por primera vez en la longitud de onda de 3,5 mm. El diámetro del anillo medido por el GMVA es de 64 microarcosegundos, que corresponde al tamaño de un pequeño anillo de luz para selfies (13 cm) visto por un astronauta en la Luna mirando hacia la Tierra. Este diámetro es un 50 por ciento más grande que lo que se vio en las observaciones del Event Horizon Telescope a 1,3 mm, de acuerdo con las expectativas de emisión de plasma relativista en esta región.

«Con las capacidades de generación de imágenes muy mejoradas al agregar ALMA y GLT en las observaciones de GMVA, hemos obtenido una nueva perspectiva. De hecho, vemos el chorro de tres crestas que conocíamos de las observaciones anteriores de VLBI», dice Thomas Krichbaum del Instituto Max Planck para Radio Astronomía (MPIfR) en Bonn.»Pero ahora podemos ver cómo el chorro emerge del anillo de emisión alrededor del agujero negro supermasivo central y podemos medir el diámetro del anillo también en otra longitud de onda (más larga)».

«ALMA ha demostrado una vez más ser un actor clave en las observaciones de mm-VLBI. Su tamaño y ubicación geográfica se han unido a las estaciones de GMVA en todo el mundo para brindar por primera vez una visión del chorro y el flujo de acreción en M87 en una sola imagen” explica Hugo Messias, líder de observaciones VLBI en ALMA y coautor en este estudio. “Esto tiene tremendas implicaciones para nuestro conocimiento, ya que la información obtenida es más que una imagen, también nos permite inferir a qué velocidad está creciendo el agujero negro y de dónde proviene el chorro, sin embargo, es necesario observar otros casos y estudiarlos para obtener conclusiones estadísticamente representativas sobre agujeros negros y chorros, de ahí la necesidad de las observaciones VLBI anuales a las que se suma ALMA”.

La luz de M87 es producida por la interacción entre electrones altamente energéticos y campos magnéticos, un fenómeno llamado radiación de sincrotrón. Las nuevas observaciones, a una longitud de onda de 3,5 mm, revelan más detalles sobre la ubicación y la energía de estos electrones. También nos dicen algo sobre la naturaleza del propio agujero negro: no tiene mucha hambre. Consume materia a un ritmo bajo, convirtiendo solo una pequeña fracción en radiación. Keiichi Asada de la Academia Sínica, Instituto de Astronomía y Astrofísica, explica: «Para comprender el origen físico del anillo más grande y más grueso, tuvimos que usar simulaciones por computadora para probar diferentes escenarios. Como resultado, concluimos que la mayor extensión del anillo está asociado con el flujo de acreción”.

Kazuhiro Hada, del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, agrega: «También encontramos algo sorprendente en nuestros datos: la radiación de la región interna cercana al agujero negro es más amplia de lo que esperábamos. Esto podría significar que hay algo más que gas cayendo. También podría haber un viento soplando, causando turbulencia y caos alrededor del agujero negro”.

La búsqueda para aprender más sobre M87 no ha terminado, ya que más observaciones y una flota de poderosos telescopios continúan descubriendo sus secretos. «Las observaciones futuras en longitudes de onda milimétricas estudiarán la evolución temporal del agujero negro M87 y proporcionarán una vista policromática del agujero negro con imágenes de múltiples colores en luz de radio», dice Jongho Park del Instituto de Ciencias Espaciales y Astronomía de Corea.

ALMA participa en una nueva campaña de observación VLBI del 12 de abril al 10 de mayo de 2023 para estudiar más a fondo M87 y otras fuentes.

Información adicional

Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo científico «A ring-like accretion structure in M87 connecting its black hole and jet», publicado en la revista Nature (doi: 10.1038/s41586-023-05843-w).

El equipo está formado por: Ru-Sen Lu (Observatorio Astronómico de Shanghai, República Popular China [Shanghai]; Laboratorio Key de Radioastronomía, República Popular China [KLoRA]; Instituto Max-Planck de Radioastronomía, Alemania [MPIfR]); Keiichi Asada (Instituto de Astronomía y Astrofísica, Academia Sinica, Taiwan, ROC [IoAaA]); Thomas P. Krichbaum (MPIfR); Jongho Park (IoAaA; Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea, República de Corea [KAaSSI]); Fumie Tazaki (Departamento de Desarrollo de Tecnologías de Simulación, Tokyo Electron Technology Solutions Ltd., Japón; Observatorio VLBI Mizusawa, Observatorio Astronómico Nacional de Japón, Japón [Mizusawa]); Hung-Yi Pu (Departamento de Física, Universidad Normal Nacional de Taiwán, Taiwán, ROC; IoAaA; Centro de Astronomía y Gravitación, Universidad Normal Nacional de Taiwán, Taiwán, ROC); Masanori Nakamura (Instituto Nacional de Tecnología, Hachinohe College, Japón; IoAaA); Andrei Lobanov (MPIfR); Kazuhiro Hada (Mizusawa; Departamento de Ciencias Astronómicas, The Graduate University for Advanced Studies, Japón); Kazunori Akiyama (Iniciativa Black Hole de la Universidad de Harvard, EE.UU.; Observatorio Haystack del Instituto de Tecnología de Massachusetts, EE.UU. [Haystack]; Observatorio Astronómico Nacional de Japón, Japón [NAOoJ]); Jae-Young Kim (Departamento de Astronomía y Ciencias Atmosféricas, Universidad Nacional de Kyungpook, República de Korea; KAaSSI; MPIfR); Iván Martí-Vidal (Departamento de Astronomía y Astrofísica, Universidad de Valencia, España; Observatorio Astronómico, Universidad de Valencia, España); José L. Gómez (Instituto de Astrofísica de Andalucía-CSIC, España [IAA]); Tomohisa Kawashima (Instituto para la Investigación en Rayos Cósmicos, The University of Tokyo, Japón); Feng Yuan (Shanghai; Laboratorio Key para la Investigación en Galacias y Cosmología, Academia de Ciencias de China, República Popular China; Escuela de Astronomía y Ciencias Espaciales, Universidad de la Academia de Ciencias China, República Popular China [SoAaSS]); Eduardo Ros (MPIfR); Walter Alef (MPIfR); Silke Britzen (MPIfR); Michael Bremer (Instituto de Radioastronomía Milimétrica, Francia [IRAMF]); Avery E. Broderick (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Waterloo, Canadá [Waterloo]; Centro de Astrofísica de Waterloo, Universidad de Waterloo, Canadá; Instituto Perimeter de Física Teórica, Canadá); Akihiro Doi (Instituto de Ciencias Espaciales y Aeronáutica, Agencia de Exploración Aeroespacial Japonesa, Japón; Departamento de Ciencias Espaciales y Astronáutica, SOKENDAI, Japón [SOKENDAI]); Gabriele Giovannini (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Bolonia, Italia; Instituto de Radio Astronomía, INAF, Bolonia, Italia, [INAF]); Marcello Giroletti (INAF); Paul T. P. Ho (IoAaA); Mareki Honma (Mizusawa; Hachinohe; Departamento de Astronomía, La Universidad de Tokio, Japón); David H. Hughes (Instituto Nacional de Astrofísica, México); Makoto Inoue (IoAaA); Wu Jiang (Shanghai); Motoki Kino (NAOoJ; Universidad Kogakuin de Tecnología e Ingeniería, Japón); Shoko Koyama (Universidad de Niigata, Japón; IoAaA); Michael Lindqvist (Departamento de Espacio, Tierra y Medio Ambiente, Universidad Chalmers de Tecnología, Suecia [Chalmers]); Jun Liu (MPIfR); Alan P. Marscher (Instituto para la Investigación en Astrofísica, Universidad de Boston, EE.UU.); Satoki Matsushita (IoAaA); Hiroshi Nagai (NAOoJ; SOKENDAI); Helge Rottmann (MPIfR); Tuomas Savolainen (Departamento de Electrónica y Nanoingeniería, Universidad de Aalto, Finlandia; Radio Observatorio de Metsähovi, Finlandia [Metsähovi]; MPIfR); Karl-Friedrich Schuster (IRAMF); Zhi-Qiang Shen (Shanghai; KLoRA); Pablo de Vicente (Observatorio de Yebes, Spain [Yebes]); R. Craig Walker (Observatorio Nacional de Radioastronomía, Socorro, EE.UU.); Hai Yang (Shanghai; SoAaSS); J. Anton Zensus (MPIfR); Juan Carlos Algaba (Departamento de Física, Universidad Malaya, Malasia); Alexander Allardi (Universidad de Vermont, EE.UU.); Uwe Bach (MPIfR); Ryan Berthold (Observatorio de Asia del Este, EE.UU. [EAO]); Dan Bintley (EAO); Do-Young Byun (KAaSSI; Universidad de Ciencia y Tecnología, Daejeon, República de Corea); Carolina Casadio (Instituto de Astrofísica, Heraklion, Grecia; Departamento de Física, Universidad de Creta, Grecia); Shu-Hao Chang (IoAaA); Chih-Cheng Chang (Instituto Nacional Chung-Shan de Ciencia y Tecnología, Taiwán, ROC [Chung-Shan]); Song-Chu Chang (Chung-Shan); Chung-Chen Chen (IoAaA); Ming-Tang Chen (Instituto de Astronomía y Astrofísica, Academia Sinica, EE.UU. [IAAAS]); Ryan Chilson (IAAAS); Tim C. Chuter (EAO); John Conway (Chalmers); Geoffrey B. Crew (Haystack); Jessica T. Dempsey (EAO; Astron, Países Bajos [Astron]); Sven Dornbusch (MPIfR); Aaron Faber (Universidad del Oeste, Canadá); Per Friberg (EAO); Javier González García (Yebes); Miguel Gómez Garrido (Yebes); Chih-Chiang Han (IoAaA); Kuo-Chang Han (Centro de Desarrollo de Sistemas, Instituto Nacional Chung-Shan de Ciencia y Tecnología, Taiwán, ROC); Yutaka Hasegawa (universidad Metropolitana de Osaka, Japón [Osaka]); Rubén Herrero-Illana (Observatorio Europeo Austral, Chile); Yau-De Huang (IoAaA); Chih-Wei L. Huang (IoAaA); Violette Impellizzeri (Observatorio de Leiden, Países Bajos; Observatorio Nacional de Radioastronomía, Charlottesville, EE.UU. [NRAOC]); Homin Jiang (IoAaA); Hao Jinchi (División de Investigación en sistemas Electrónicos, Instituto Nacional Chung-Shan de Ciencia y Tecnología, Taiwán, ROC); Taehyun Jung (KAaSSI); Juha Kallunki (Metsähovi); Petri Kirves (Metsähovi); Kimihiro Kimura (Agencia de Exploración Aeroespacial Japonesa, Japón); Jun Yi Koay (IoAaA); Patrick M. Koch (IoAaA); Carsten Kramer (IRAMF); Alex Kraus (MPIfR); Derek Kubo (IAAAS); Cheng-Yu Kuo (Universidad Nacional Sun Yat-Sen, Taiwán, ROC); Chao-Te Li (IoAaA); Lupin Chun-Che Lin (Departamento de Física, Universidad Nacional Cheng Kung, Taiwán, ROC); Ching-Tang Liu (IoAaA); Kuan-Yu Liu (IoAaA); Wen-Ping Lo (Departamento de Física, Universidad Nacional de Taiwán, Taiwán, ROC; IoAaA); Li-Ming Lu (Chung-Shan); Nicholas MacDonald (MPIfR); Pierre Martin-Cocher (IoAaA); Hugo Messias (Observatorio Conjunto ALMA, Chile; Osaka); Zheng Meyer-Zhao (Astron; IoAaA); Anthony Minter (Observatorio Green Bank, EE.UU.); Dhanya G. Nair (Departamento de Astronomía, Universidad de Concepción, Chile); Hiroaki Nishioka (IoAaA); Timothy J. Norton (Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, EE.UU. [CfA]); George Nystrom (IAAAS); Hideo Ogawa (Osaka); Peter Oshiro (IAAAS); Nimesh A. Patel (CfA); Ue-Li Pen (IoAaA); Yurii Pidopryhora (MPIfR; Instituto de Astronomía Argelander, Universidad de Bonn, Alemania); Nicolas Pradel (IoAaA); Philippe A. Raffin (IAAAS); Ramprasad Rao (CfA); Ignacio Ruiz (Instituto de Radioastronomía Milimétrica, Granada, España [IRAMS]); Salvador Sánchez (IRAMS); Paul Shaw (IoAaA); William Snow (IAAAS); T. K. Sridharan (NRAOC; CfA); Ranjani Srinivasan (CfA; IoAaA); Belén Tercero (Yebes); Pablo Torne (IRAMS); Thalia Traianou (IAA; MPIfR); Jan Wagner (MPIfR); Craig Walther (EAO); Ta-Shun Wei (IoAaA); Jun Yang (Chalmers); Chen-Yu Yu (IoAaA).

Esta investigación ha hecho uso de datos obtenidos con el Global Millimeter VLBI Array (GMVA), que consiste en telescopios operados por el Instituto Max-Planck de Radioastronomía (MPIfR), el Instituto de Radioastronomía Milimétrica (IRAM), el Observatorio Espacial de Onsala (OSO), el Radio Observatorio de Metsähovi (MRO), Yebes, la Red VLBI coreana (KVN), el Green Bank Telescope (GBT) y el Very Long Baseline Array (VLBA).

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 miembros, 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 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 Observatorio Conjunto ALMA (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.

La modernización, reconstrucción y funcionamiento del Telescopio de Groenlandia (GLT) están dirigidos por el Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica (ASIAA) y el Observatorio Astrofísico Smithsonian (SAO).

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• Valeria Foncea

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La observación del agua presente en el disco que se forma alrededor de la protoestrella V883 Ori ha aportado nuevas claves sobre los procesos de formación de los cometas y los planetesimales de nuestro propio Sistema Solar

Un equipo científico detectó agua en el disco circumestelar de una protoestrella cercana gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Es la primera vez que se observa agua depositándose en un disco protoplanetario sin que se produzcan cambios significativos en su composición. Este hallazgo permite suponer que el agua presente en nuestro Sistema Solar se formó miles de millones de años antes que el Sol. Los resultados del estudio se publicaron hoy en la revista Nature.

V883 Orionis es una protoestrella situada a unos 1.305 años luz de la Tierra, en la constelación de Orión. Su observación permitió a la comunidad científica encontrar un vínculo probable entre el agua presente en el medio interestelar y el agua de nuestro Sistema Solar, al confirmarse que tienen una composición similar.

“Podemos pensar en la trayectoria del agua a través del Universo como un sendero. Conocemos los paraderos, que son los planetas y cometas donde hay agua, pero queríamos remontar su rastro hasta los orígenes del agua”, cuenta John Tobin, astrónomo del Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO, en su sigla en inglés) de la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos (NSF) y autor principal del artículo. “Hasta ahora, podíamos relacionar la Tierra con los cometas y las protoestrellas con el medio interestelar, pero no podíamos establecer un vínculo entre las protoestrellas y los cometas. Eso cambió con V883 Ori, y ahora sabemos que las moléculas de agua de ese sistema y las de nuestro Sistema Solar tienen proporciones similares de deuterio e hidrógeno”.

Observar agua en los discos circumestelares de las protoestrellas es una tarea compleja, puesto que en la mayoría de los sistemas el agua se encuentra congelada. Al observar protoestrellas, la comunidad científica busca líneas de nieve, o líneas de hielo, donde el agua hace la transición entre el hielo y el gas, que se puede observar en mayor detalle mediante radioastronomía. “Si la línea de nieve está demasiado cerca de la estrella, no hay agua suficiente en estado gaseoso como para detectarla fácilmente, y el polvo del disco puede tapar buena parte de las emisiones del agua. Si la línea de nieve se encuentra lo suficientemente lejos de la estrella, puede haber vapor de agua detectable, y eso es lo que se ha observado en V883 Ori”, explica John Tobin, quien agrega que esta investigación solo fue posible gracias a esta característica única de la protoestrella.

El disco de V883 Ori es bastante masivo y tiene la temperatura justa que permite que el agua pase de estado sólido a gaseoso, de ahí que sea ideal para estudiar el crecimiento y la evolución de los sistemas solares en longitudes de onda de radio.

“Esta observación demuestra la extraordinaria capacidad que tiene ALMA para estudiar algo tan importante para la vida en la Tierra: el agua”, celebra Joe Pesce, Program Officer de la NSF para ALMA. “Dilucidar procesos importantes para la vida en la Tierra observándolos en regiones más distantes de la galaxia también nos ayuda a entender mejor cómo funciona la naturaleza en general y conocer los procesos que permitieron a nuestro Sistema Solar convertirse en lo que es hoy”.

Para establecer una relación entre el agua del disco protoplanetario de V883 Ori y el agua de nuestro Sistema Solar, el equipo de investigación estudió su composición usando los receptores ultrasensibles de Banda 5 (1,6 mm) y Banda 6 (1,3 mm) y descubrió que su composición se mantiene relativamente inalterada en cada etapa de formación de un sistema solar: de la protoestrella al disco protoplanetario y los cometas. “Esto significa que el agua de nuestro Sistema Solar se formó mucho antes que el Sol, los planetas y los cometas. Ya sabíamos que hay mucha agua en el medio interestelar. Los resultados obtenidos ahora demuestran que esa agua se incorporó directamente al Sistema Solar durante su formación”, afirma Merel van ‘t Hoff, astrónoma de la Universidad de Michigan y coautora del artículo. “Esto es muy emocionante, porque es un indicio de que otro sistemas planetarios también deben de haber recibido grandes cantidades de agua”.

Es fundamental entender bien el papel del agua en el desarrollo de cometas y planetesimales para saber cómo se formó exactamente nuestro propio Sistema Solar. Aunque se cree que el Sol se formó en un denso cúmulo de estrellas, mientras que V883 Ori se encuentra relativamente aislada, en una zona sin estrellas, los dos astros tienen una característica fundamental en común: ambos se formaron en nubes moleculares gigantes.

“Sabemos que la mayor parte del agua del medio interestelar se deposita en forma de hielo en la superficie de diminutos granos de polvo presentes en las nubes. Cuando estas nubes colapsan por efecto de su propia gravedad y forman nuevas estrellas, el agua se deposita en los discos que las rodean. Con el tiempo, los discos evolucionan y los granos de polvo congelados se aglomeran hasta formar un sistema solar con planetas y cometas”, explica Margot Leemker, astrónoma de la Universidad de Leiden y coautora del artículo. “Hemos demostrado que el agua que se forma en las nubes pasa por estas etapas prácticamente sin alterarse. De esa forma, al analizar el agua del disco V883 Ori, básicamente miramos hacia el pasado y vemos cómo era nuestro propio Sistema Solar en su juventud. John Tobin agrega: “Hasta ahora la cadena evolutiva del agua en nuestro Sistema Solar estaba incompleta. V883 Ori aportó el eslabón faltante, y ahora conocemos todo el linaje del agua, desde los cometas y las protoestrellas hasta el medio interestelar”.

Información adicional

“Deuterium-enriched water ties planet-forming disks to comets and protostars” (‘Agua rica en deuterio permite relacionar discos protoplanetarios con cometas y protoestrellas’), J. Tobin et al., 8 de marzo de 2023, Nature, https://doi.org/10.1038/s41586-022-05676-z

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 miembros, 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 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.

Imágenes

 

El agua de los discos circumestelares que rodean las protoestrellas suele estar congelada y a veces se extiende a lo largo de grandes distancias, alejándose de la estrella. En el caso de V883 Ori, la línea de nieve se extiende por 80 UA desde la estrella, es decir, cerca de 80 veces la distancia que separa la Tierra del Sol. No obstante, la temperatura de V883 Ori es lo suficientemente elevada como para que buena parte del hielo del disco se convierta en gas, que los instrumentos radioastronómicos son capaces de observar en detalle. Las nuevas observaciones realizadas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) revelaron que el agua del disco de V883 Ori tiene la misma composición básica que el agua presente en los astros de nuestro Sistema Solar. De esto se desprende que el agua de nuestro Sistema Solar se formó miles de millones de años antes que el Sol, en el medio interestelar.
Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Tobin, B.Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Equipo científico usó líneas únicas de recombinación de hidrógeno en ondas de radio de MWC 349A para revelar chorros colimados ocultos

Mientras usaban el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para estudiar los máseres presentes alrededor de la inusual estrella MWC 349A, un equipo científico descubrió algo inesperado: un desconocido chorro de material emanando del disco de gas de la estrella a velocidades inverosímiles. Se cree, además, que el chorro es generado por intensas fuerzas magnéticas presentes alrededor de la estrella. El hallazgo podría ayudar a la comunidad científica a entender la naturaleza y la evolución de las estrellas masivas, y entender cómo los máseres de hidrógeno se forman en el espacio. Las nuevas observaciones se presentaron hoy durante una conferencia de prensa en la asamblea n.o 241 de la Sociedad Astronómica de Estados Unidos (AAS, en su sigla en inglés) en Seattle (Washington, Estados Unidos).

Las características únicas de MWC 349A, que se encuentra a unos 3.900 años luz de la Tierra, en la constelación del Cisne, reviste especial interés para la investigación científica en longitudes de onda ópticas, infrarrojas y de radio. Esta estrella masiva, cuya masa es unas 30 veces mayor a la de nuestro Sol, es una de las fuentes de radio más luminosas del cielo, y uno de los pocos objetos conocidos que tienen máseres de hidrógeno. Estos máseres amplifican las emisiones de radio en microondas, lo cual ayuda a estudiar procesos que suelen ser demasiado pequeños para observar. Así fue como el equipo científico pudo mapear el disco de MWC 349A por primera vez.

“Un máser es como un láser natural”, explica Sirina Prasad, asistente de investigación y estudiante de pregrado del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian (CfA), y autora principal del artículo. “Es un área del espacio que emite una luz realmente intensa. Podemos verla y rastrearla hasta su origen, y esto nos ayuda a entender qué está sucediendo realmente”.

Gracias a la capacidad de resolución de la Banda 6 de ALMA, desarrollada por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO) de la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos, el equipo pudo usar los máseres para revelar estructuras desconocidas del entorno inmediato de la estrella. Qizhou Zhang, astrofísico sénior de CfA e investigador principal del proyecto, agrega: “Usamos máseres generados por hidrógeno para estudiar las estructuras físicas y dinámicas del gas que rodea MWC 349A, y descubrimos un disco de gas plano con un diámetro similar al del Sistema Solar. Esto confirma que la estrella tiene una estructura prácticamente horizontal. También detectamos un veloz chorro escondido entre los vientos que soplan alejándose de la estrella”. 

El chorro observado eyecta material hacia fuera de la estrella a una impresionante velocidad de 500 km por segundo, equivalente a viajar desde San Diego (California) hasta Phoenix (Arizona) literalmente en un abrir y cerrar de ojos. De acuerdo con el equipo de investigación, lo más probable es que para que un chorro sea tan veloz haya una fuerza magnética que lo impulse. En el caso de MWC 349A, podría tratarse de un viento magnetohidrodinámico, un tipo de viento cuyo movimiento es determinado por la interacción entre el campo magnético de la estrella y los gases presentes en el disco que la rodea.

“Hasta ahora pensábamos que MWC 349A estaba rodeada por un disco giratorio y vientos fotoevaporados. Aún no se había detectado un chorro colimado en este sistema. Aunque no sabemos a ciencia cierta de dónde viene o cómo se produce, podría ser generado por vientos magnetohidrodinámicos, y en ese caso el campo magnético sería responsable de eyectar material giratorio del sistema”, agrega Sirina Prasad. “Esto podría ayudarnos a entender mejor las dinámicas disco-viento de MWC 349A y la interacción entre los discos circumestelares, los vientos y los chorros de otros sistema estelares”.

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