Investigación observó el flujo de gas que alimenta a una estrella masiva en formación.

El físico costarricense André Oliva Mercado participa de una investigación internacional que logró observar directamente el flujo de gas que alimenta a una estrella masiva en formación, revelando el mecanismo que permite su rápido crecimiento.

Se trata de un avance sin precedentes en el campo de la astrofísica que fue posible gracias al Very Large Array (VLA), una red de radiotelescopios que es operada por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO, por sus siglas en inglés) y que forma parte de la Fundación Nacional de la Ciencia (NSF, por sus siglas en inglés), de Estados Unidos.

Dicha investigación se centró en HW2, una estrella joven ubicada en la región de formación estelar
Cefeo A, a unos 2.300 años luz de la Tierra. Se trata del segundo sitio de formación de estrellas masivas
más cercano a la Tierra, lo que lo convierte en un laboratorio ideal para estudiar los procesos que
les dan origen.

Los científicos usaron una molécula llamada amoníaco (NH3), común en las nubes de gas del espacio, para estudiar una estrella joven. Con esto, lograron crear un mapa del gas caliente que la rodea y descubrieron que ese gas forma un disco gigante a su alrededor. Ese disco funciona como una especie de embudo que lleva material hacia la estrella, ayudándola a crecer.

Descubrieron que esta estrella está absorbiendo materia muy rápidamente: gana el equivalente a dos veces la masa del Sol cada mil años. Esta velocidad de crecimiento es de las más altas que se han visto en estrellas jóvenes, y explica cómo puede llegar a ser mucho más grande que el Sol, detalló la Universidad de Costa Rica (UCR) en un comunicado a la prensa.

Dato D+: Una estrella masiva se puede definir como una estrella con una masa aproximadamente 10 veces mayor que la de nuestro Sol.

El aporte del costarricense

El trabajo de Mercado Oliva, que es investigador del Centro de Investigaciones Espaciales (Cinespa) de la Escuela de Física de la UCR,  se centró en comparar los resultados mediante simulaciones avanzadas. Así logró confirmar que el comportamiento del gas muestra un colapso, casi en caída libre, mientras gira a enormes velocidades, concordando con los modelos teóricos.

El costarricense realizó esta labor como parte de su posdoctorado en el Observatorio de Ginebra, Suiza, para lo cual recibió el apoyo de la Oficina de Asuntos Internacionales y Cooperación Externa (OAICE UCR).

Mis aportes confirman que la gravedad y la rotación trabajan en conjunto para regular el colapso del gas”.

En general, este estudio también identificó asimetrías y turbulencias dentro del disco, lo que sugiere la existencia de corrientes externas de gas, conocidas como “streamers”, las cuales podrían inyectar material fresco de manera desigual.

Dichas estructuras ya han sido observadas en otros entornos de formación estelar, y los científicos indican que al parecer son fundamentales para mantener el suministro de gas en los discos de acreción. La acreción es un término usado dentro de la astrofísica para explicar la manera en que un objeto, en este caso una estrella masiva, absorbe materia para alimentarse y crecer.

La UCR destacó que este trabajo investigativo fue aceptado para ser publicado en la revista europea Astronomy & Astrophysics. "No solo aporta una pieza fundamental al rompecabezas de la formación estelar masiva, sino que también tiene implicaciones para la evolución galáctica y el enriquecimiento químico del Universo", agregaron.

Oliva Mercado realizó dos modelos computacionales que sirvieron para entender lo que estaba ocurriendo con el gas.

  • Modelo 1

Se trató de uno cinemático y sencillo, pero ajustable, para ayudar a los demás investigadores a entender las observaciones de las velocidades del gas. Esto permitió descubrir que el gas estaba mayormente cayendo hacia la estrella, pero también rotando.

  • Modelo 2:

Abarcó una simulación mucho más compleja en la que se puede observar cómo, a partir de una nube molecular, se forma el disco de acreción y la estrella. Además, se puede constatar cómo se llegó a ver lo que se está observando, y cuál será el futuro de la estrella.

Estos modelos nos permiten saber si estamos entendiendo, desde el punto de vista teórico, lo que estamos viendo, mientras que el primer modelo sirve únicamente para describir lo que estamos observando”.

Dato D+: Los científicos que integraron el grupo de trabajo son: Alberto Sanna, investigador principal, líder del estudio y miembro del Observatorio Astronómico de Cagliari del Instituto Nacional de Astrofísica (INAF), Italia; L. Moscadelli, A. Giannetti, G. Sabatini, M. Beltrán y A. Garatti, todos del INAF; C. Brogan y T. Hunter de NRAO, Estados Unidos; José María Torrelles del Instituto de Ciencias del Espacio, Barcelona, España; A. Rodríguez-Kamenetzky del Instituto de Astronomía Teórica y Experimental, Argentina; Rolf Kuiper de la Universidad de Duisburg-Essen, Alemania; y André Oliva, del Cinespa UCR.