Pero… ¿qué pasa en esos glóbulos?

Por Natalia Ruiz Zelmanovitch, el 2 julio, 2020. Categoría(s): Astronomía

No es la primera vez que hablamos de Orión, ni de la nube molecular horadada por los vientos de su  estrella más masiva… pero esto va de glóbulos moleculares. En este proceso constante de destrucción, algo se está creando.

Dirán quienes me han leído alguna vez (pobrecicos), que hablamos siempre de las mismas zonas del espacio. Legendaria es la serie sobre IRC+10216 (una estrella y su envoltura más conocida como CW Leonis) que hemos publicado en esta plataforma, así como los estudios relacionados con la química de Orión. Esto se debe a que ambos son magníficos “laboratorios” que podemos observar con relativa facilidad (traducción: estos lugares están “cerca” y son muy brillantes para observarlos con nuestros telescopios). Al estudio de estas zonas ayudan los nuevos instrumentos, cada vez más precisos.

En esta ocasión, ha sido la combinación del telescopio IRAM 30metros (en Pico Veleta, Granada) y del telescopio estratosférico SOFIA (que va montado en un avión), la que nos ha ayudado a descubrir la presencia de un fenómeno sumamente interesante.

Pero tomemos perspectiva…  En la nebulosa de Orión hay una buena liada. En ella hay estrellas masivas (de unas 8 masas solares o más) naciendo y emitiendo vientos y radiación ultravioleta, lo que hace que la gran nube molecular en la que nacieron (la que les ha proporcionado el material y las condiciones necesarias para condensarse) esté, a su vez, siendo destruida. En ese rifirrafe, un equipo internacional de investigación ha detectado la presencia de pequeños glóbulos moleculares.

Las burbujas de gas en expansión, resultado de la destrucción de la nube parental, se forman alrededor de estrellas masivas jóvenes debido a que el viento y la radiación “barren” enormes cantidades del material de forma violenta. La radiación ultravioleta se encarga de disociar (destruir) las moléculas del gas. Anteriormente ya se habían encontrado formas similares alrededor de estrellas masivas en la Vía Láctea, decenas de burbujas que fueron detectadas utilizando imágenes en el infrarrojo (no olvidemos que son entornos con mucho polvo y el infrarrojo nos facilita la tarea de “atravesar” las opacas capas exteriores y ver qué ocurre dentro). El resultado de todo este proceso es que el ritmo de nacimiento de estrellas se ralentiza, ya que se limita la cantidad de «combustible» o material disponible para la formación de nuevas estrellas (el gas molecular).

Pero hay otra consecuencia y es la presencia de pequeños glóbulos de gas molecular en el borde de estas grandes burbujas en expansión cuya existencia ha sido una sorpresa: “No esperábamos este descubrimiento: uno no espera la presencia de gas molecular en este tipo de entorno tan turbulento y “esterilizado” por radiación ultravioleta, pero hemos detectado una docena de glóbulos de gas molecular denso que han sobrevivido a estas duras condiciones. La mayoría de estos glóbulos pueden ser objetos en tránsito que finalmente acaben diluyéndose o evaporándose. Pero no esperábamos este giro de guion”.

Esto lo dice uno de los dos investigadores que ha liderado estos trabajos, Javier R. Goicoechea, del Grupo Astromol en el IFF-CSIC, que continúa describiendo cómo son: “Los glóbulos no son masivos en absoluto, su tamaño es aproximadamente 200 veces más pequeño que la propia nebulosa de Orión y su masa típica es de alrededor de un tercio de la masa del Sol. Por eso nos ha sorprendido descubrir lo que escondían”.

¿Y qué es lo que han descubierto en el interior de esos glóbulos que parecían ser grumos sin más? Pues han descubierto, nada más y nada menos, que uno de estos glóbulos está evolucionando para formar una estrella muy joven de baja masa. Digamos que sería la “hija” de la que está montando todo este lío (la estrella joven e “iracunda”, la más masiva del cúmulo del Trapecio, Orionis C, situada en el centro de la nebulosa de Orión).

La importancia del movimiento

Para comprender qué estaba ocurriendo dentro de la gran burbuja de Orión hay varios parámetros importantes que hasta ahora había sido difícil obtener: saber cómo se mueve, qué fuerzas impulsan su expansión y cuál es su composición química. Gracias a la combinación de los datos obtenidos con estas dos instalaciones, el equipo ha conseguido las primeras imágenes que resuelven la velocidad del gas y muestran las propiedades de esta burbuja de 10 años luz de tamaño que está sufriendo la ira de Orionis C, ya que la burbuja se expande a casi 50.000 km/h, proporcionando su peculiar apariencia a la icónica región que conocemos como “la espada de Orión”.

Esta información se ha obtenido gracias al análisis de la emisión de gases producida por moléculas de monóxido de carbono (CO) así como átomos de carbono cargados positivamente (carbono ionizado o C+, analizados en el trabajo liderado por Cornelia Pabst, de la Universidad de Leiden, Países Bajos).

Tal y como afirman los autores de estos trabajos, “Todavía no está claro si estos pequeños objetos pueden ser una fuente de estrellas de muy baja masa, enanas marrones u objetos de masa planetaria. Hemos captado los primeros atisbos de los procesos de formación de estrellas que están teniendo lugar dentro de uno de estos pequeños glóbulos”.

El equipo confía en poder llevar a cabo más observaciones de la emisión de otras moléculas (más sensibles a la presencia de gas más denso en el interior de los glóbulos) para aclarar su futuro y su destino. ¿Se evaporarán a largo plazo o, por el contrario, evolucionarán a un vivero de estrellas recién formadas?

Tendremos que esperar para saberlo. Mientras tanto, seguiremos profundizando, entrando «más adentro en la espesura» de Orión. 😉

 

Imágenes:

Imágenes de la Nebulosa de Orión (M42). El panel izquierdo muestra la emisión de átomos de carbono cargados positivamente, observados con SOFIA, revelando una enorme burbuja empujada por los vientos de la estrella más masiva en el cúmulo del Trapecio. Las imágenes de 12CO y 13CO,  tomadas con el telescopio IRAM de 30 metros, muestran el gas molecular en la nube en la que se  formando estrellas, detrás de la burbuja. Los números # muestran la posición de algunos de los glóbulos detectados en el borde de la burbuja. Créditos: Goicoechea et al. (2020).

 

Galería de glóbulos detectados en el borde de la burbuja de Orión en expansión. Los colores rojizos representan la emisión de moléculas de monóxido de carbono detectadas con el telescopio IRAM 30-metros. El color azulado es una imagen infrarroja obtenida por el telescopio espacial Spitzer. El glóbulo #1 coincide con la posición de una estrella muy joven de baja masa. El círculo blanco representa la resolución angular del telescopio IRAM 30-metros, aproximadamente varias veces el tamaño del Sistema Solar. Créditos: Goicoechea et al. (2020).

Fotos del radiotelescopio IRAM 30m.

 

Información técnica:

Este trabajo forma parte de una colaboración internacional que lidera dos grandes programas de observación complementarios. Uno utiliza el telescopio IRAM 30metros en Pico Veleta, España (Dynamic and Radiative Feedback of Massive Stars, PI: J. R. Goicoechea) para cartografiar la emisión de 12CO, 13CO y C18O (J=2-1) a una resolución de 11 segundos de arco; el otro utiliza el observatorio aerotransportado SOFIA de la NASA/DLR (C+ Square-degree map of Orion, PI: Prof. A. G. G. M. Tielens) que ha producido el mapa más grande de la línea [CII]158 μm (normalmente, la línea más brillante del medio interestelar neutro) a una resolución de 16 segundos de arco. Estas imágenes del C+ de Orión también son relevantes como un modelo local en el contexto extragaláctico ya que los radiointerferómetros ALMA e IRAM-NOEMA pueden detectar la emisión de [CII] 158 μm de galaxias con formación de estrellas muy distantes (con alto desplazamiento al rojo).

El consorcio está formado por las siguientes instituciones: CSIC, Universidad de Leiden, Universidad de Colonia, IRAP-CNRS, IRAM, Instituto Max-Planck de Radioastronomía, ESAC, NASA Ames y Universidad de Maryland.

 

Los artículos científicos relacionados con este trabajo son:

Molecular globules in Orion’s Veil bubble. IRAM 30 m 12CO, 13CO, and C18O (2-1) expanded maps of Orion. J. R. Goicoechea, C. H. M. Pabst, S. Kabanovic, M. G. Santa-Maria, N. Marcelino, A. G. G. M. Tielens, A. Hacar, O. Berné, C. Buchbender, S. Cuadrado, R. Higgins, C. Kramer, J. Stutzki, S. Suri, D. Teyssier, and M. Wolfire.

Expanding bubbles in Orion A: [CII]158μm observations of M42, M43, and NGC 1977.  C. H. M. Pabst, J.R. Goicoechea, D. Teyssier, O. Berné, R.D. Higgins, E. T. Chambers, S. Kabanovic, R. Güsten, J. Stutzki, and A.G.G.M. Tielens.

 

Más información:

Nota publicada en la web de IRAM (en inglés): Tiny globules around young and massive stars: what do they hide?

Nota de la NASA (en inglés): First Signs of Star Birth Caused by Orion’s Wind



Por Natalia Ruiz Zelmanovitch, publicado el 2 julio, 2020
Categoría(s): Astronomía