Impresión artística de una protoestrella que acumula gas de un disco circunestelar y crece. Parte del material es expulsado por chorros perpendiculares al plano del disco. El gas continúa cayendo desde la capa exterior hacia el disco. Esto puede producir inestabilidades, que ocasionalmente conducen a un aumento de la caída en la protoestrella. Dado que las protoestrellas están profundamente incrustadas en densas nubes, son difíciles de observar directamente. Crédito:NASA / JPL-Caltech / R. Herido (SSC)
Un equipo de investigación internacional con la participación del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA) ha detectado una ola de calor que se propaga cerca de una protoestrella masiva. Confirma el escenario de que tales objetos crecen en ráfagas. Esta onda se hizo visible al observar láseres de microondas generados naturalmente, cuya disposición espacial cambió inesperadamente rápido.
Aunque los principios básicos de la formación estelar generalmente se comprenden bien, la existencia de estrellas masivas todavía es desconcertante en algunos detalles. Debido a la enorme presión gravitacional dentro de una protoestrella masiva, La fusión nuclear comienza mientras aún está creciendo. La presión de radiación de la estrella joven dificulta un mayor crecimiento. Para superar esta resistencia, la acumulación de material de un disco circunestelar puede ocurrir en fases de paquetes grandes individuales. Durante este proceso, su brillo aumenta fuertemente durante un breve período de tiempo. Sin embargo, tales fluctuaciones son difíciles de observar porque las protoestrellas están profundamente incrustadas en densas nubes.
Una red internacional de astrónomos, la Organización de Monitoreo Maser (M2O), en el que participa el Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA), ahora ha detectado una ola de calor que se propaga en las proximidades de la masiva protoestrella G358-MM1 a través de observaciones con varios radiotelescopios. Observaciones posteriores han confirmado que fue causado por un aumento temporal en la actividad de acreción.
La ola de calor fue revelada por la actividad de los máseres. Los masers son el equivalente a los láseres, cuales, sin embargo, emiten radiación de microondas, u ondas de radio, en lugar de luz visible. Ocurren en regiones de formación de estrellas masivas como naturales, fuentes de radiación muy brillantes y compactas. Tanto las temperaturas y densidades comparativamente altas como la riqueza de la química compleja en tales ambientes favorecen su formación. En el caso presente, es el metanol (alcohol metílico) el que se excita por la intensa radiación de la protoestrella y provoca máseres.
Ilustración del mecanismo por el cual la onda de calor que se propaga estimula la actividad máser en el material que rodea a la protoestrella. La onda aumenta localmente la temperatura del gas durante un breve período de tiempo. En esta región se emite la radiación característica de los máseres de metanol. A medida que la onda se propaga, las posiciones de la emisión de máser cambian. Crédito:R. A. Burns / MPIA
Los científicos, que registraron datos radio-interferométricos con una alta resolución espacial de 0,005 segundos de arco (1 grado angular =3600 segundos de arco) a intervalos de varias semanas, descubrió que los máseres parecían propagarse hacia el exterior. Sin embargo, la velocidad determinada de hasta el 8% de la velocidad de la luz era demasiado alta para ser compatible con el movimiento del gas. En lugar de, Los astrónomos concluyeron que una onda que atravesaba el medio circundante provocó una actividad máser en su camino. Esta ola de calor tiene su origen en la acumulación de gas en la protoestrella.
"Las observaciones de M2O se encuentran entre las primeras en proporcionar evidencia detallada de los efectos inmediatos de un estallido de acreción en una protoestrella masiva con suficiente detalle para respaldar la teoría de acreción episódica de la formación de estrellas masivas, "explica Ross Burns del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, quien encabeza el grupo de investigación.
Hendrik Linz de MPIA agrega:"Observar la ola de calor real directamente en el infrarrojo térmico sería muy complicado. Como fuentes de radiación fuertes en un rango de longitud de onda de fácil acceso, Los masers son excelentes herramientas de observación para rastrear indirectamente el paso de tal ola de calor en pequeñas escalas espaciales, y por lo tanto en escalas de tiempo cortas después de un arrebato ".
Los socios del proyecto M2O continuarán monitoreando máseres en muchas regiones de formación estelar para aprender más sobre el crecimiento de protoestrellas masivas.
