Patrones en espiral dan pista de cómo se forman las estrellas masivas         

Por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón

28 de febrero de 2023.

Mapa de distribución de material en el disco alrededor de la protoestrella G358-MM1. El “+” blanco marca la ubicación de la protoestrella. Las líneas de contorno indican la intensidad de la señal. Los colores representan las velocidades en la línea de visión. El movimiento que se aleja del visor se muestra en rojo/naranja y el movimiento hacia el visor se muestra en azul/verde, lo que indica que el disco está girando. Las líneas grises superpuestas indican los brazos espirales identificados a través del análisis de datos. Crédito: RA Burns.

Nuevas observaciones han revelado un patrón en espiral en un disco de material alrededor de una estrella bebé aún en formación, pero ya de gran masa. Esto indica que hay inestabilidad gravitatoria en el disco, lo que tiene implicaciones importantes sobre cómo se forman las estrellas de gran masa.

A medida que se forma una estrella, un disco protoestelar ayuda a alimentar material a la "protoestrella" naciente en su centro. Para las protoestrellas de gran masa que ya exceden 8 veces la masa del Sol y siguen creciendo, se cree que, en lugar de un flujo continuo, los cúmulos de material del disco ocasionalmente caen sobre la protoestrella provocando brotes breves y episódicos de crecimiento.

Un equipo de investigación internacional dirigido por Ross A. Burns en NAOJ utilizó técnicas VLBI que combinaban conjuntos de radiotelescopios en todo el mundo para mapear las emisiones máser en el disco alrededor de una protoestrella de gran masa conocida como G358-MM1. Esta protoestrella de gran masa es el tercer caso de un estallido de crecimiento confirmado por observación, y fue estudiada intensamente por la organización de monitoreo máser. El equipo pudo investigar el fenómeno en detalle por primera vez. Publicaron sus hallazgos el 27 de febrero en la revista Nature Astronomy.

Los resultados de la observación muestran una clara rotación alrededor de la protoestrella central y un patrón en espiral con cuatro brazos. Los brazos espirales en los discos protoestelares giratorios son un signo de inestabilidad, una característica que durante mucho tiempo se teorizó que estaba asociada con la formación de estrellas masivas, pero que aún no se había probado mediante observación. Este descubrimiento no solo reveló el primer disco de acreción impulsado por espirales en una protoestrella de gran masa, sino que también vincula las inestabilidades de los brazos espirales con los estallidos de crecimiento episódico que son fundamentales para la teoría de la formación de estrellas de gran masa.

Esta investigación utilizó una nueva técnica conocida como "mapeo de ondas de calor". Cuando un grupo de material cae del disco a la protoestrella, libera un estallido de energía que calienta la parte interna del disco, excitando la emisión de máser de metanol. Esta ola de calor luego se mueve hacia afuera, calentando partes cada vez más distantes del disco a medida que pasa el tiempo. Al observar las regiones que encendieron la emisión del máser causada por este calentamiento, fue posible mapear la superficie del disco en G358-MM1. El equipo, compuesto por una colaboración de más de 90 astrónomos de todo el mundo, ahora espera aplicar esta técnica para observar los discos de otras protoestrellas de gran masa que experimentan brotes de crecimiento en el futuro.

Fuente:

https://phys.org/news/2023-02-spiral-pattern-clue-high-mass-stars.html