Nuevo estudio explora la turbulencia en las nubes moleculares
Por: Elizabeth Landau, NASA.
30 de octubre de 2024
Esta imagen muestra la distribución de la densidad en una simulación de una nube molecular turbulenta. Crédito de la imagen: NASA/E. Scannapieco et al (2024).
En un avión, los movimientos del aire, tanto a pequeña como a gran escala, contribuyen a la turbulencia, que puede provocar un vuelo accidentado. La turbulencia a una escala mucho mayor es importante para la formación de estrellas en las nubes moleculares gigantes que permean la Vía Láctea. En un nuevo estudio financiado por la NASA publicado en la revista Science Advances, los científicos crearon simulaciones para explorar cómo la turbulencia interactúa con la densidad de la nube, en particular con porciones irregulares y particularmente densas. Nuestro Sol, por ejemplo, se formó hace 4.600 millones de años en una porción irregular de una nube que colapsó.
“Sabemos que el principal proceso que determina cuándo y con qué rapidez se forman las estrellas es la turbulencia, porque da lugar a las estructuras que crean las estrellas. Nuestro estudio revela cómo se forman esas estructuras”, dijo Evan Scannapieco, profesor de astrofísica en la Universidad Estatal de Arizona y autor principal del estudio.
Las nubes moleculares gigantes están llenas de movimientos turbulentos y aleatorios, que son causados por la gravedad, la agitación de los brazos galácticos y los vientos, chorros y explosiones de estrellas jóvenes. Esta turbulencia es tan fuerte que crea choques que impulsan los cambios de densidad en la nube.
Las simulaciones utilizaron puntos llamados partículas trazadoras para atravesar una nube molecular y viajar junto con el material. A medida que las partículas viajan, registran la densidad de la parte de la nube que encuentran, construyendo un historial de cómo los focos de densidad cambian con el tiempo. Los investigadores, entre los que también se encontraban expertos de China y Alemania, simularon ocho escenarios, cada uno con un conjunto diferente de propiedades realistas de las nubes.
El equipo descubrió que la aceleración y desaceleración de los choques desempeña un papel esencial en la trayectoria de las partículas. Los choques se desaceleran cuando entran en un gas de alta densidad y se aceleran cuando entran en un gas de baja densidad. Esto es similar a cómo una ola oceánica se fortalece cuando choca con aguas poco profundas cerca de la orilla. Cuando una partícula choca contra un objeto, el área que la rodea se vuelve más densa.
Pero como los choques se ralentizan en las regiones densas, una vez que los grumos se vuelven lo suficientemente densos, los movimientos turbulentos no pueden hacerlos más densos. Estas regiones de alta densidad y más grumos son donde es más probable que se formen estrellas. Mientras que otros estudios han explorado las estructuras de densidad de nubes moleculares, esta simulación permite a los científicos ver cómo se forman esas estructuras con el tiempo, lo que aporta información para comprender cómo y dónde es probable que nazcan las estrellas.
“Ahora podemos entender mejor por qué esas estructuras tienen el aspecto que tienen porque podemos rastrear sus historias”, dijo Scannapieco. El telescopio espacial James Webb de la NASA está explorando la estructura de las nubes moleculares. También está explorando la química de las nubes moleculares, que depende de la historia del gas modelado en las simulaciones. Nuevas mediciones como estas nos ayudarán a comprender mejor la formación de estrellas.
Fuente:
https://science.nasa.gov/universe/stars/nasa-funded-study-explores-turbulence-in-molecular-clouds/