Al analizar datos de la campaña de observación VLA Sky Survey (VLASS), un equipo de astrónomos descubrió una de las estrellas de neutrones más jóvenes que se haya observado. Las estrellas de neutrones son remanentes muy densos de una supernova, una estrella masiva que explotó. Las imágenes, obtenidas con el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), de la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos (NSF), indican que la brillante emisión de radio generada por el campo magnético del púlsar mientras gira acaba de emerger de una densa capa de escombros de la supernova.

El objeto, conocido como VT 1137-0337, se encuentra en una galaxia enana situada a 395 millones de años luz de la Tierra. Fue detectado por primera vez en una imagen del estudio VLASS en enero de 2018, y no apareció en una imagen de la misma región obtenida en 1998 en el marco de la campaña FIRST del VLA. Su existencia fue luego confirmada por observaciones del estudio VLASS realizadas en 2018, 2019, 2020 y 2022.

“Lo más probable es que estemos presenciando una nebulosa de viento de púlsar”, señala el estudiante de posgrado de Caltech Dillon Dong, quien cursará un posdoctorado en el marco del programa Jansky Postdoctoral Fellow en el Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos (NRAO) este año. La nebulosa de viento de púlsar se genera cuando el intenso campo magnético de una estrella de neutrones que gira rápidamente acelera las partículas cargadas que la rodean hasta velocidades cercanas a la de la luz.

“Según sus características, este púlsar es muy joven; podría tener tan solo 14 años, y sin duda no tiene más de 60 u 80 años”, afirma Gregg Hallinan, director de tesis de doctorado de Dong en Caltech.

Los astrónomos anunciaron su hallazgo durante la asamblea anual de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS), celebrada en Pasadena (California).

Dong y Hallinan descubrieron el objeto en datos de la campaña VLASS que NRAO emprendió en 2017 para estudiar todo el cielo visible desde el sitio del VLA, es decir, cerca del 80% de todo el cielo. El estudio implica un barrido exhaustivo del cielo tres veces seguidas en un plazo de siete años, siendo uno de los objetivos encontrar objetos pasajeros. Los astrónomos descubrieron VT 1137-0337 en datos del primer barrido que data de 2018.

Al comparar los datos de ese barrido con una campaña anterior del VLA llamada FIRST se revelaron 20 objetos pasajeros particularmente luminosos que podrían estar relacionados con galaxias conocidas.

“Este objeto destacó porque su galaxia está experimentando un brote de formación estelar, y por las características de su emisión de radio”, explica Dong. Se trata de una galaxia enana conocida como SDSS J113706.18-033737.1, que tiene cerca de 100 millones de veces la masa de nuestro Sol.

Al estudiar las características de VT 1137-0337, los astrónomos consideraron varias hipótesis: la posibilidad de una supernova, destellos de rayos gamma o que había sido un evento de disrupción gravitacional en el que una estrella es desintegrada por un agujero negro supermasivo. Al final concluyeron que la explicación más plausible era la existencia de una nebulosa de viento de púlsar.

Se trataría de una estrella mucho más masiva que el Sol, que pasó por la etapa de supernova y explotó, dejando detrás de sí una estrella de neutrones. La mayor parte de la masa de la estrella fue expulsada hacia fuera en una capa de escombros. Mientras la estrella de neutrones gira rápidamente, su poderoso campo magnético barre el espacio circundante y acelera las partículas cargadas. Esto, a su vez, genera una intensa emisión de radio.

Al comienzo, la señal de radio era bloqueada por la capa de escombros de la explosión, pero luego de que esta se disipara y perdiera densidad, las ondas de radio de la nebulosa de viento de púlsar finalmente emergieron.

“Esto sucedió entre la observación de la campaña FIRST en 1998, y la del estudio VLASS en 2018”, afirma Hallinan.

El ejemplo más famoso de una nebulosa de viento de púlsar probablemente sea la Nebulosa del Cangrejo, situada en la constelación Tauro, nacida de una supernova que brilló intensamente en el año 1054. Hoy el Cangrejo es fácilmente observable con telescopios pequeños.

“El objeto que encontramos parece tener cerca de 10.000 veces más energía que el Cangrejo, con un campo magnético mucho mayor”, comenta Dong. “Es posible que este emergiendo una `supercangrejo´”, agrega.

Si bien Dong y Hallinan sostienen que VT 1137-0337 es probablemente una nebulosa de viento de púlsar, también es posible que campo magnético de la estrella de neutrones sea tan intenso como para que entre en la categoría de las magnetoestrellas, un tipo de objetos altamente magnéticos. Las magnetoestrellas son las principales candidatas para explicar la existencia de misteriosos destellos rápidos de radio (FRB, por su sigla en inglés) que actualmente son objeto de un intenso escrutinio.

“En ese caso, sería la primera magnetoestrella observada en plena aparición, y eso también es muy emocionante”, celebra Dong.

En efecto, algunos destellos rápidos de radio también han estado relacionadas con la existencia de fuentes de radio persistentes, cuya naturaleza es igualmente un misterio. Tienen propiedades muy similares a las de VT 1137-0337, pero no han dado señales de experimentar variaciones muy pronunciadas.

“Nuestro hallazgo de una fuente muy similar recientemente activada sugiere que las fuentes de radio relacionadas con las FRB también podrían ser nebulosas de viento de púlsar luminosas”, afirma Dong.

Los astrónomos pretenden realizar observaciones adicionales para obtener más información sobre el objeto y monitorear la evolución de su comportamiento.

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.

Al analizar datos de la campaña VLA Sky Survey, un equipo de astrónomos descubrió una de las estrellas de neutrones más jóvenes que se conocen. Quizás tenga tan solo 14 años. El denso remanente de una explosión de supernova salió a la luz cuando la brillante emisión de radio impulsada por el fuerte campo magnético del púlsar emergió de una espesa capa de escombros dejados por la explosión.

 

 

 

 

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