Distribución de intensidad integrada de CCH, superpuesto en el mapa continuo de polvo de 0,8 mm. La envolvente giratoria descendente trazada por CCH se ensancha hacia adentro del radio de aproximadamente 150 au. Crédito:Sakai et al. (RIKEN)
Usando observaciones de moléculas en la protoestrella L1527 tomadas por el observatorio ALMA en el norte de Chile, un grupo de investigadores ha descubierto nuevas pistas para comprender cómo el polvo en una nube molecular en colapso puede perder el momento angular y penetrar más allá de un área conocida como la "barrera centrífuga" para encontrar su camino hacia la superficie de la estrella en formación.
Uno de los grandes enigmas de la astrofísica es cómo las estrellas como el sol logran formarse a partir de las nubes moleculares que colapsan en las regiones del universo donde se forman estrellas. El rompecabezas se conoce técnicamente como el problema del momento angular en la formación estelar. El problema esencialmente es que el gas en la nube de formación de estrellas tiene alguna rotación, lo que le da a cada elemento del gas una cantidad de momento angular. Mientras colapsa hacia adentro, eventualmente alcanza un estado en el que la fuerza gravitacional de la estrella naciente se equilibra con la fuerza centrífuga, de modo que ya no colapsará hacia el interior de un cierto radio a menos que pueda perder parte del momento angular. Este punto se conoce como barrera centrífuga.
Ahora, utilizando medidas tomadas por antenas de radio, un grupo liderado por Nami Sakai del Laboratorio de Formación de Estrellas y Planetas RIKEN ha encontrado pistas sobre cómo el gas en la nube puede encontrar su camino hacia la superficie de la estrella en formación. Para comprender mejor el proceso, Sakai y su grupo se dirigieron al observatorio de ALMA, una red de 66 antenas parabólicas ubicadas en lo alto del desierto de Atacama en el norte de Chile. Los platos están conectados entre sí en una configuración cuidadosamente coreografiada para que puedan proporcionar imágenes sobre las emisiones de radio de las regiones protoestelares alrededor del cielo.
El grupo eligió observar una protoestrella designada como L1527, ubicado en una región cercana de formación de estrellas conocida como la Nube Molecular de Tauro. La protoestrella ubicado a unos 450 años luz de distancia, tiene un disco protoplanetario giratorio, casi de borde a nuestra vista, incrustado en una gran envoltura de moléculas y polvo.
Impresión artística de L1527 Crédito:RIKEN
Previamente, Sakai había descubierto, a partir de observaciones de moléculas alrededor de la misma protoestrella, que a diferencia de la hipótesis comúnmente sostenida, la transición de la envoltura al disco interno, que luego se forma en planetas, no fue suave sino muy compleja. "Mientras miramos los datos de observación, "dice Sakai, "nos dimos cuenta de que la región cercana a la barrera centrífuga, donde las partículas ya no pueden caer, es bastante compleja, y nos dimos cuenta de que analizar los movimientos en esta zona de transición podría ser crucial para comprender cómo se colapsa la envoltura. Nuestras observaciones mostraron que hay una ampliación de la envolvente en ese lugar, indica algo así como un "atasco de tráfico" en la región justo fuera de la barrera centrífuga, donde el gas se calienta como resultado de una onda de choque. Quedó claro a partir de las observaciones que una parte significativa del momento angular se pierde por el gas que se lanza en la dirección vertical desde el disco protoplanetario aplanado que se formó alrededor de la protoestrella ".
Este comportamiento concordaba bien con los cálculos que el grupo había realizado utilizando un modelo puramente balístico, donde las partículas se comportan como simples proyectiles que no necesitan ser influenciados por fuerzas magnéticas o de otro tipo.
Según Sakai, "Planeamos continuar usando las observaciones del poderoso conjunto de ALMA para refinar aún más nuestra comprensión de la dinámica de la formación estelar y explicar completamente cómo la materia colapsa en la estrella en formación. Este trabajo también podría ayudarnos a comprender mejor la evolución de nuestro propio solar. sistema."
Estos resultados de observación se publicaron como Sakai et al. "Estructura vertical de la zona de transición de la envolvente giratoria que cae al disco en la Protoestrella Clase 0, IRAS04368 + 2557 "en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society en febrero de 2017.
