13/Feb/08

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Plasma de un millón de grados puede fluir por la galaxia

Un flujo del plasma puede canalizarse de una región a otra a través del vacío, conectando las nubes y cúmulos, que parecían aisladas, por toda la galaxia.

A gran escala, la Vía Láctea se considera una vasta región salpicada por nubes calientes aisladas y cúmulos estelares. Aunque mucho de este espacio es vacío y frío, los investigadores han descubierto hace poco el fenómeno de canalización del plasma caliente. El flujo del plasma puede canalizarse de una región a otra a través del vacío, conectando las nubes y cúmulos, que parecían aisladas, por toda la galaxia.

El investigador Manuel Güdel del Instituto Paul Scherrer de Suiza y sus colegas de Suiza, Francia y los Estados Unidos han observado recientemente el fenómeno del flujo de plasma por primera vez en la Nebulosa de Orión. En base a las imágenes tomadas con el satélite de rayos-X XMM-Newton, los investigadores observaron la existencia de un plasma de un millón de grados que fluye desde la nebulosa hacia el medio interestelar adyacente, y más tarde a la vecina superburbuja de Eridanus.

Imágenes de la burbuja de gas caliente en la Nebulosa de Orión.
A la izquierda, imagen de rayos-X tomada por el XMM-Newton,
con color codificado según la energía de los fotones. A la derecha,
una imagen compuesta tomada por el XMM-Newton
y una imagen de infrarrojo del Telescopio Espacial Spitzer,
con el plasma en azul. Crédito: Manuel Güdel, et al. © Science 2008.

"Aunque había un modelo teórico que predecía que una estrella masiva podía expulsar burbujas de gas caliente, éstas no fueron detectadas hasta que encontramos la confirmación en la Nebulosa de Orión", dijo Güdel a PhysOrg.com. "No lo buscábamos; en realidad encontramos esta difusa emisión por fortuna cuando observábamos el conjunto de fuentes puntuales de rayos-X de ese área. Como los anteriores investigaciones no habían informado emisiones difusas de rayos-X en tales regiones de formación estelar, sino que se argumentaba en contra su presencia, nos sorprendimos al encontrar una emisión tan evidente en grandes regiones de la nebulosa".

La Nebulosa de Orión alberga varios miles de estrellas jóvenes (de menos de unos pocos millones de años de edad), y casi todas estas estrellas emiten rayos-X de manera vigorosa. Las cámaras del satélite observaron las estrellas de rayos-X, pero también captaron una emisión diferente, más débil, en grandes sectores de la nebulosa. Al investigar el espectro de esa emisión, los científicos descubrieron que la energía recibida indicaba que era un plasma de un millón de grados. Es probable que un denso velo de gas neutro haya ocultado el plasma caliente en observaciones anteriores, como las realizadas por el Observatorio de rayos-X Chandra, que no detectó nada.

Los investigadores no sólo descubrieron un nuevo fenómeno, sino que piensan que conocen las causas de ese plasma supercaliente en gran escala. Como explican los científicos, la energía requerida para calentar una cantidad tan monstruosa de gas es muy grande. Las estrellas jóvenes de la Nebulosa de Orión no parecen capaces de sostener un estructura energética tan caliente.

Pero lo investigadores creen que se podría obtener suficiente energía de los vientos de alta velocidad que emiten las estrellas en una densa región de la nebulosa que se conoce como Trapecio, un pequeño grupo de estrellas de gran masa que proveen casi toda la luz que no llega desde la Nebulosa de Orión. Los vientos provenientes de las estrellas del Trapecio, al impactar con el gas del sus alrededores, podrían generar suficiente energía cinética como para crear ondas de choque que calienten el gas hasta llegar a millones de grados.

En la mayoría de los casos, un plasma caliente así estaría confinado en su cavidad, contenido por gases y polvo que no unen con el plasma. Pero en este caso, el plasma y el gas más frío que lo reodea tienen presiones muy similares, y este equilibrio de presiones casi iguales permite que el plasma escape de su cavidad y se introduzca en el frío espacio interestelar. Fluyendo a una velocidad de pocas decenas de kilómetros por segundo, es probable que se dirija hacia la cercana superburbuja de Eridanus, llenando esta vasta región interestelar con gas caliente.

El descubrimiento del plasma que impregna Orión es poco usual debido a que se pensaba que una escala tan grande de plasma necesitaba grandes grupos de estrellas masivas como fuente de energía, y este tipo de estrellas no se encuentran en la Nebulosa de Orión. Si puede haber plasma caliente en una región con un pequeño número de estrellas masivas, este fenómeno podría ser más común en la galaxia de lo que pensaban los astrónomos.

"Se ha visto gas caliente en algunas regiones de formación de estrellas extremadamente masivas, y algo de este gas se podría haber producido en explosiones de supernova", dijo Güdel. "No obstante, la Nebulosa de Orión es la primera región de este tipo (más modesto) en la que se ve el fenómeno, y no hay allí ninguna supernova a la que se le pueda atribuir. Es natural que estas regiones más modestas de formación estelar sean más frecuentes en la galaxia que los casos más extremos. Por lo tanto, creemos que los flujos de plasma de las regiones de formación estelar están extendidos".

Al mismo tiempo que los investigadores logran saber más sobre las posibilidades de que ocurra en nuestra galaxia, también comprenden mejor la historia del inicio de nuestro Sol y el Sistema Solar, y tal vez de otros como así.

"El gas caliente y los rayos-X que éste emite interactúan con el entorno molecular frío en el que se forman las estrellas", dijo Güdel. "Puede influir el ambiente de las estrellas; por ejemplo, los discos de acreción circumestelares en los que se forman los planetas, al contribuir a la ionización de esos discos. Sin embargo, estos efectos requieren un mayor estudio".

Fuente: Physorg. Aportado por Eduardo J. Carletti