Observaciones de ALMA muestran cómo se forman simultáneamente sistemas estelares múltiples        

Por: Max Planck Society.

16 de enero de 2024

Imagen en falso color de la región de formación estelar masiva G333.23–0.06 a partir de datos obtenidos con el observatorio ALMA. Crédito de la imagen: S. Li, MPIA / J. Neidel, Departamento de Gráficos de MPIA - Datos: Observatorio ALMA.

Los astrónomos observan estrellas muchas veces más pesadas que el Sol en más del 80% de los casos ubicadas en sistemas dobles o múltiples. La pregunta clave es si también nacieron múltiples o si las estrellas nacen solas y se acercan con el tiempo. Los nacimientos múltiples han sido durante mucho tiempo la norma para las estrellas masivas, al menos en el ordenador, porque en simulaciones teóricas enormes nubes de gas y polvo tienden a colapsar y formar múltiples sistemas de estrellas masivas.

Estas simulaciones representan un proceso jerárquico en el que porciones de nubes más grandes se contraen para formar núcleos más densos, y donde regiones más pequeñas dentro de esos "núcleos padres" colapsan para formar estrellas separadas: estrellas masivas, pero también numerosas estrellas menos masivas. Y, de hecho, los astrónomos encuentran una gran cantidad de sistemas estelares múltiples completamente formados, especialmente estrellas que pesan muchas veces más que el Sol. Sin embargo, esto todavía no demuestra que en la nube primordial ya se estén formando múltiples sistemas con estrellas masivas, como predicen las simulaciones.

Las observaciones sistemáticas realizadas con el observatorio ALMA, una red de radiotelescopios sensibles que pueden observar con muy alta resolución el frío gas molecular a partir del cual se forman las estrellas, han demostrado por primera vez que las simulaciones por ordenador son correctas. Las imágenes del telescopio ALMA muestran que una única nube molecular no sólo da origen a sistemas estelares binarios. Observan los inicios de una gran cantidad de sistemas múltiples diferentes, probablemente nuestro Sol también se formó en una mezcla semejante.

Es muy difícil observar con suficiente detalle las regiones de formación estelar. Hasta ese momento, las observaciones habían podido mostrar sólo unos pocos candidatos a múltiplos aislados en cúmulos estelares masivos, pero nada como la multitud de múltiplos predichos por las simulaciones. Para confirmar o descartar los modelos actuales de formación de estrellas masivas, estaba claro que se necesitaban observaciones más detalladas y esto fue posible una vez que el observatorio ALMA en Chile entró en funcionamiento; combinando en la actualidad hasta 66 antenas de radio para actuar como un único radiotelescopio gigantesco, permitiendo observaciones de radio que muestran detalles exquisitamente pequeños.

Uno de los resultados de análisis de estas regiones de formación estelar está centrado en una región denominada G333.23–0.06. Las imágenes reconstruidas resultantes son notables: muestran detalles de hasta unas doscientas unidades astronómicas (200 veces la distancia entre la Tierra y el Sol) para una gran región de unas 200.000 unidades astronómicas de diámetro. El equipo de investigación, encontró cuatro protoestrellas binarias, un sistema triple, un cuádruple y un quíntuple, lo que concuerda con las expectativas.

De hecho, las observaciones de los entornos refuerzan un escenario particular para la formación de estrellas de gran masa. Proporcionando evidencia de una formación estelar jerárquica, donde la nube de gas primero se fragmenta en "núcleos" de mayor densidad de gas, y donde cada núcleo luego se fragmenta en un sistema de protoestrellas múltiples. Específicamente, los astrónomos están trabajando actualmente en un análisis similar para las 29 regiones adicionales de formación de estrellas masivas que habían observado, a las que pronto se unirán 20 más.

Con nuevas observaciones de ALMA que deberían permitir estadísticas de mayor alcance sobre las propiedades de dichas regiones y una visión de la evolución de los múltiplos. Pero incluso con los resultados actuales, el papel de las estrellas múltiples en la formación de estrellas masivas está ahora firmemente arraigado en la observación. De acuerdo a los autores del artículo, “Finalmente pudimos observar en detalle la rica variedad de sistemas estelares múltiples en una formación estelar masiva. Particularmente emocionante es que las observaciones llegan incluso a proporcionar evidencia de un escenario específico para la formación de estrellas de gran masa".

Fuente:

https://phys.org/news/2024-01-alma-triple-quadruple-quintuple-star.html