Capturando la deriva cósmica antes del nacimiento de una estrella
Por: Universidad de Kyushu.
10 de julio de 2026
Las líneas azules representan las líneas del campo magnético, que se curvan debido a la contracción gravitacional del núcleo. Los puntos rojos y verdes representan las especies moleculares iónicas y neutras, respectivamente, y las flechas trazan su movimiento de entrada hacia el centro del núcleo (cuanto más rápido se mueven, más largas son las flechas). Crédito de la imagen: Yurika Nakamura y Doris Arzoumanian/Universidad de Kyushu.
Las estrellas como nuestro Sol se forman a partir del colapso de objetos estelares llamados núcleos preestelares, concentraciones frías y densas de gas y polvo unidas por la gravedad. Si bien aún quedan muchas incógnitas sobre los mecanismos exactos de la formación estelar, los radiotelescopios avanzados han proporcionado a los investigadores nuevos conocimientos sobre el funcionamiento interno de las estrellas jóvenes.
Ahora, investigadores de la Universidad de Kyushu y del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre han detectado, por primera vez, un fenómeno conocido como difusión ambipolar que ocurre en el núcleo de una estrella preestelar. Este fenómeno debilita el soporte magnético del núcleo, lo que provoca un colapso gravitacional que da lugar a la formación de una estrella joven llamada protoestrella. Estos hallazgos proporcionan una mayor comprensión de los procesos clave de la formación estelar temprana y, por extensión, de cómo se crean los sistemas estelares.
“Los núcleos preestelares son cuerpos estelares fascinantes. Son densos y fríos, y una fuente de química compleja. El entorno frío permite que las moléculas se ensamblen en otras más complejas, como precursores de moléculas orgánicas prebióticas”, explica la primera autora, Doris Arzoumanian, profesora asociada del Instituto de Estudios Avanzados de la Universidad de Kyushu. Una de las cuestiones que estamos investigando es el papel de los campos magnéticos en la formación estelar, los núcleos preestelares están impregnados de campos magnéticos intensos.
Si ese campo es demasiado fuerte, puede retrasar el colapso gravitacional y, por lo tanto, la formación estelar. Queríamos investigar cómo los núcleos preestelares reducen la intensidad de su campo magnético. Utilizando el telescopio de 30 metros del Instituto de Radioastronomía en el Rango Milimétrico (IRAM), el equipo de investigación centró su atención en L1544, un núcleo preestelar en la nube molecular de Tauro, una de las regiones de formación estelar más cercanas a la Tierra.
En las nubes moleculares, el gas está parcialmente ionizado, lo que significa que los iones están fuertemente acoplados a los campos magnéticos, mientras que las partículas neutras interactúan con el campo indirectamente a través de colisiones. El estudio de estas moléculas es fundamental para comprender el estado del campo magnético del núcleo. Sin embargo, debido a que los núcleos preestelares son tan fríos, los trazadores moleculares más comunes se congelan sobre los granos de polvo, lo que los hace invisibles. Por lo tanto, el equipo tuvo que identificar un nuevo conjunto de moléculas para rastrear.
“Seleccionamos el diazenilio-d 1, un ion, y el amoníaco para-monodeuterado, una molécula neutra, como trazadores porque generalmente se encuentran en regiones de alta densidad similares dentro de los núcleos preestelares. Recopilamos datos espectrales del núcleo y modelamos la velocidad de las dos moléculas”, explica la segunda autora, Silvia Spezzano, jefa de grupo en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre.
Encontraron una clara diferencia de velocidad entre las moléculas de aproximadamente 0,05 km/s, lo que se interpretó como evidencia de la deriva ión-neutro. A medida que aumenta la densidad del núcleo preestelar, este se aísla de la radiación y la ionización disminuye. Esto debilita el acoplamiento entre las moléculas y los campos magnéticos, y finalmente las partículas neutras se desacoplan y se desplazan hacia el interior debido a la gravedad, mientras que los iones permanecen ligados al campo magnético. A medida que las partículas neutras caen hacia el centro del núcleo, aceleran mientras que los iones permanecen acoplados al campo magnético, lo que provoca la diferencia de velocidad.
“Este proceso se conoce como difusión ambipolar. Hasta ahora, observar este fenómeno en un núcleo preestelar representaba un gran desafío”, señala Arzoumanian. “A medida que la difusión ambipolar avanza, la intensidad del campo magnético disminuye. Finalmente, la gravedad se convierte en la principal fuerza impulsora del núcleo, lo que provoca su colapso gravitacional en una protoestrella”.
Fuente:
https://www.kyushu-u.ac.jp/en/researches/view/405