Por Antonio Hernández Gómez, estudiante de maestría en el Centro de Radioastronomía y Astrofísica, UNAM.

 

El proceso de formación de las estrellas inicia con el colapso gravitacional  de condensaciones de gas molecular (compuesto principlamente de hidrógeno, H2) dentro de enormes nubes interestelares. Ésto da lugar a la formación de estrellas muy jóvenes de tamaños moderados, llamadas proto-estrellas, que van incrementando su masa al incorporar el material de su entorno a través de un proceso conocido como acreción. El material cae hacia la estrella en forma de espiral y se distribuye en una estructura muy aplanada conocida como disco de acreción. Se ha observado que al mismo tiempo que ocurre la acreción se generan un par de chorros de gas molecular que se expanden en ambos sentidos a lo largo del eje perpendicular al plano del disco de acreción (ver Figura 1). A estos chorros se les conoce como flujos bipolares. El ángulo de apertura del flujo puede ser muy pequeño, en cuyo caso se dice que se trata de un chorro colimado.

 

Figura 1. Esquema general de una proto-estrella con su disco de acreción, envolvente y flujos bipolares.

Las proto-estrellas se aglomeran de forma compacta en regiones donde el gas interestelar es muy denso. Este gas se calienta hasta alcanzar temperaturas del orden de decenas de grados Kelvin debido a la acción de la radiación emitida por las proto-estrellas. Estas regiones, que se encuentran dentro de la nube materna, son conocidas como núcleos moleculares calientes.

En mi trabajo de maestría hemos estudiado una región de formación estelar llamada DR21(OH). Se trata de una región donde se forman estrellas de una masa superior a ocho veces la masa del Sol , también llamadas estrellas masivas. Dicha región se encuentra en la constelación del Cisne a una distancia de la Tierra de aproximadamente 4900 años luz . Las proto-estrellas dentro de esta región muestran características propias de su formación, tales como envolventes de gas y polvo, así como flujos de material en forma de chorros que son eyectados a lo largo de los ejes polares.

Debido a que las regiones de formación estelar son muy ricas en polvo, la luz visible es totalmente absorbida, por ello no pueden ser observadas con telescopios ópticos. La única radiación que puede escapar de las envolventes de las proto-estrellas es la que tiene longitudes de onda submilimétricas y centimétricas, correspondiente a la región del radio del espectro electromagnético (ver Figura 2).

 

 

Figura 2. La radiación de longitudes de onda milimétricas y submilimétricas se encuentra dentro de la región de radio del espectro electromagnético.

 Para producir imágenes de las regiones que emiten ondas de radio se requiere de una clase especial de telescopios llamados interferómetros, los cuales consisten de arreglos de varias antenas conectadas entre sí. En particular, nosotros utilizamos datos tomados con un interferómetro conocido como el Arreglo Submilimétrico (SMA por sus siglas en inglés) localizado en la cima del volcán Mauna Kea en Hawái.

 El telescopio SMA está compuesto por 8 antenas de 6 metros de diámetro que pueden detectar la radiación de longitudes de onda menores a un milímetro (ondas submilétricas). Con los datos obtenidos por este telescopio hemos producido imágenes de la región DR21(OH), en particular de los flujos bipolares que son expulsados por las proto-estrellas embebidas dentro de los núcleos moleculares calientes.

Se sabe que la formación de moléculas simples, -tales como el monóxido de carbono (CO), el óxido de silicio (SiO), etcétera-,  es un proceso que se da comúnmente en el espacio. Cuando estas moléculas son estimuladas, emiten radiación de longitudes de onda específicas dentro de la banda de radio que puede ser detectada por el SMA. De esta manera es posible saber qué tipos de moléculas existen en los flujos. El objetivo principal de nuestro estudio es buscar y detectar moléculas complejas (compuestas de 6 o más átomos) a lo largo de estos flujos moleculares para conocer los ingredientes químicos de los cuales están compuestos y determinar algunos de sus parámetros físicos, tales como su temperatura y densidad.

Debido a que la presencia de flujos moleculares es una de las primeras manifestaciones de la formación de estrellas nuevas, es muy importante su estudio en el esquema general de formación estelar. Hasta el momento hemos detectado varios tipos de moléculas en el flujo de DR21(OH) y hemos estimado algunos parámetros físicos.

Los resultados de este trabajo nos permitirán entender mejor el proceso de formación de diferentes tipos de moléculas en ambientes de formación estelar, además de conocer las condiciones físicas en los flujos bipolares asociados a las proto-estrellas.

 

1 El colapso gravitacional es la contracción de un cuerpo masivo debido a su propia atracción gravitacional.

2 La masa del Sol es de aproximadamente 2×1030 kg.

3 Un año luz es la distancia que un rayo de luz viaja en un año equivalente a 9.46×1012 km.

 

Artículo publicado en el No. 48 del Boletín Bum de la UNAM Campus Morelia.