05/Mar/08

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Pequeñas estrellas 'ayudantes' son necesarias para la formación de una estrella masiva

Astrofísicos de la Universidad de California, en Berkeley, y de la Universidad de Princeton, ambas en Estados Unidos, están proponiendo una nueva teoría para la formación de estrellas masivas

De acuerdo con esta teoría, para desencadenar la formación de estrellas masivas se necesitarían pequeñas estrellas 'ayudantes' dentro de una nube de gas y polvo interestelar con un tamaño similar al del Sol.

Las estrellas masivas, con una masa entre 10 y 150 veces la del Sol, son pocas pero cuando explotan en forma supernovas producen la mayor parte de los elementos pesados en una galaxia. Su brillo extremo las hacen faros indicadores de la formación estelar en las galaxias distantes.

Los astrofísicos Christopher F. McKee, profesor de Física y Astronomía de la Universidad de Berkeley, y Mark R. Krumholz, un estudiante de postgrado Hubble en el Departamento de Ciencias Astrofísicas en Princenton, han modelado la formación de estas estrellas a lo largo de unos 10 años. Recientemente consideraron las condiciones dentro de las nubes frías de hidrógeno molecular que favorecen más la formación de estrellas masivas que de estrellas de baja masa como el Sol.

En un informe de esta semana en la revista Nature, Krumholz y McKee argumentan que la formación temprana de unas pocas estrellas de baja masa en la nube facilita el camino para la formación posterior de una hermana estelar mayor, en vez de fragmentar la nube en cientos de pequeñas nubes que sólo producirían hermanas de baja masa.

"Sólo la formación de estas estrellas de baja masa calienta la nube y evita su fragmentación", señala Mckee. "Es como si la fría nube molecular iniciara el proceso de formar estrellas de baja masa, pero entonces, por el calor, se detiene la fragmentación y el resto del gas se va a una estrella grande".

"Todo se reduce a que si una nube es fría, tiende a romperse en muchos pedazos pequeños que se convierten en estrellas de baja masa", agregó Krumholz, quien recientemente aceptó un puesto docente en el Departamento de Astronomía en la Universidad de California, en Santa Cruz. "Sin embargo, a medida que se calienta, puede producir objetos cada vez más grandes".

De todos modos, la temperatura de una nube fría es todavía fría. Una nube típica de hidrógeno molecular tiene entre 10° y 20° C por encima del cero absoluto (10° a 20° K), mientras que las estrellas de baja masa pueden subir esa temperatura al doble o al triple. Para detener el colapso de toda la nube, la temperatura debería subir muchos cientos de grados por encima del cero absoluto, dice Mckee.

De acuerdo con Krumholz, cada una de las pequeñas estrellas dentro de la nube de hidrógeno tiene una zona de influencia donde calienta el gas y evita que colapse en pequeños fragmentos. En nubes de baja densidad, cada zona de influencia es pequeña y contiene poca masa, y este efecto no es importante.

Sin embargo, a medida que crece la densidad, el gas y las pequeñas estrellas se acercan más y más. Al final, señala Krumholz, las zonas de influencia de estas pocas estrellas de baja masa abarcan toda la nube, evitando que se fragmente y forzándola a colapsar para hacer una estrella masiva.

McKee señaló que este colapso ocurre dentro de una nube interestelar incluso más grande que puede contener más de un millón de veces la masa del Sol. Por lo tanto, como en la Nebulosa de Orión de nuestra galaxia, se pueden formar muchas estrellas masivas de manera simultánea dentro de una nube molecular gigante.

La mínima densidad en la que se forman estas estrellas masivas es de un millón de moléculas de hidrógeno por centímetro cúbico, lo cual representa un vacío extremo aquí en la Tierra, dice McKee, pero sin embargo es lo bastante densa para colapsar en una estrella masiva a lo largo de cientos de miles de años. La densidad de partículas en la atmósfera terrestre es 10 billones de veces mayor.

Según Mckee, una consecuencia de este límite de densidad es que en los lugares más remotos de las galaxias, donde la densidad no alcanza este umbral dentro de una región del espacio lo bastante grande, se formarían estrellas de baja masa a falta de estrellas masivas. Porque sólo podemos ver las grandes estrellas brillantes desde la Tierra, los astrónomos podrían estar subestimando la cantidad de estrellas en formación en las galaxias distantes.

"De hecho, podrían haber muchas estrellas formándose en los bordes extremos de las galaxias distantes, pero no las brillantes que podemos ver", dijo Mckee. "Podrían estar formándose estrellas y ser esencialmente invisibles".

Señaló que recientemente un satélite que recogía luz ultravioleta proveniente de las galaxias distantes vio evidencia de la formación de estrellas en las regiones distantes de dichas galaxias, y que esto podría confirmar sus predicciones.

McKee y Krumholz se han involucrado en simulaciones de computadora a gran escala de la formación estelar dentro de nubes moleculares frías para confirmar las teorías matemáticas de los investigadores que afirman que la formación de estrellas de baja masa es necesaria para la formación de estrellas de gran masa.

El trabajo fue financiado por la National Science Foundation y el programa Hubble Fellowship de la NASA.

Fuente: CieloSur. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard