En el cielo del sur situado alrededor de 4, 300 años luz de la Tierra, miente RCW 120, una enorme nube brillante de gas y polvo. Esta nube conocida como nebulosa de emisión, está formado por gases ionizados y emite luz en varias longitudes de onda. Un equipo internacional dirigido por investigadores de la Universidad de West Virginia estudió RCW 120 para analizar los efectos de la retroalimentación estelar, el proceso por el cual las estrellas inyectan energía en su entorno. Sus observaciones mostraron que los vientos estelares hacen que la región se expanda rápidamente, lo que les permitió limitar la edad de la región. Estos hallazgos indican que RCW 120 debe ser menor que 150, 000 años, que es muy joven para tal nebulosa.

A unos siete años luz del centro de RCW 120 se encuentra el límite de la nube, donde se están formando una plétora de estrellas. ¿Cómo se están formando todas estas estrellas? Para responder a esa pregunta, necesitamos profundizar en el origen de la nebulosa. RCW 120 tiene una cría, estrella masiva en su centro, que genera poderosos vientos estelares. Los vientos estelares de esta estrella son muy parecidos a los de nuestro propio Sol, en el sentido de que arrojan material desde su superficie al espacio. Este viento estelar choca y comprime las nubes de gas circundantes. La energía que ingresa a la nebulosa desencadena la formación de nuevas estrellas en las nubes, un proceso conocido como "retroalimentación positiva" porque la presencia de la estrella central masiva tiene un efecto positivo en la formación estelar futura. El equipo, con el investigador postdoctoral de WVU Matteo Luisi, utilizó SOFIA (el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja) para estudiar las interacciones de las estrellas masivas con su entorno.

SOFIA es un observatorio aerotransportado que consta de un telescopio de 8,8 pies (2,7 metros) transportado por un avión Boeing 747SP modificado. SOFIA observa en el régimen infrarrojo del espectro electromagnético, que está más allá de lo que los humanos pueden ver. Para los observadores sobre el terreno, El vapor de agua en la atmósfera bloquea gran parte de la luz del espacio que los astrónomos infrarrojos están interesados ​​en medir. Sin embargo, su altitud de crucero de siete millas (13 km), pone a SOFIA por encima de la mayor parte del vapor de agua, permitiendo a los investigadores estudiar las regiones de formación de estrellas de una manera que no sería posible desde el suelo. Durante la noche, el observatorio en vuelo observa campos magnéticos celestes, regiones de formación de estrellas (como RCW 120), cometas y nebulosas. Gracias al nuevo receptor upGREAT que se instaló en 2015, el telescopio aerotransportado puede hacer mapas más precisos de grandes áreas del cielo que nunca. Las observaciones de RCW 120 son parte de la encuesta SOFIA FEEDBACK, un esfuerzo internacional dirigido por los investigadores Nicola Schneider de la Universidad de Colonia y Alexander Tielens de la Universidad de Maryland, que utiliza upGREAT para observar una multitud de regiones de formación de estrellas.

El equipo de investigación optó por observar la línea espectroscópica [CII] con SOFIA, que se emite a partir del carbono ionizado difuso en la región de formación de estrellas. "La línea [CII] es probablemente el mejor trazador de comentarios en escalas pequeñas, y, a diferencia de las imágenes infrarrojas, nos proporciona información sobre la velocidad, lo que significa que podemos medir cómo se mueve el gas. El hecho de que ahora podamos observar [CII] fácilmente en grandes regiones del cielo con upGREAT hace que SOFIA sea un instrumento realmente poderoso para explorar la retroalimentación estelar con más detalle de lo que era posible anteriormente. "dice Matteo.

Utilizando sus observaciones [CII] de SOFIA, el equipo de investigación descubrió que RCW 120 se está expandiendo a los 33, 000 mph (15 km / s), que es increíblemente rápido para una nebulosa. De esta velocidad de expansión, el equipo pudo poner un límite de edad en la nube y descubrió que RCW 120 es mucho más joven de lo que se creía anteriormente. Con la edad estimada, pudieron inferir el tiempo que tardó la formación estelar en el límite de la nebulosa en activarse después de que se formó la estrella central. Estos hallazgos sugieren que los procesos de retroalimentación positiva ocurren en escalas de tiempo muy cortas y apuntan a la idea de que estos mecanismos podrían ser responsables de las altas tasas de formación de estrellas que ocurrieron durante las primeras etapas del universo.

Viendo hacia adelante, el equipo espera expandir este tipo de análisis al estudio de más regiones de formación estelar. Matteo dice, "Las otras regiones que estamos analizando con la encuesta FEEDBACK se encuentran en diferentes etapas de evolución, tienen diferentes morfologías, y algunos tienen muchas estrellas de gran masa, a diferencia de solo uno en RCW 120. Luego, podemos usar esta información para determinar qué procesos impulsan principalmente la formación de estrellas desencadenada y cómo los procesos de retroalimentación difieren entre varios tipos de regiones de formación de estrellas ".