Una protoestrella masiva, profundamente anidado en su vivero estelar lleno de polvo, recientemente rugió a la vida, brillando casi 100 veces más que antes. Este arrebato aparentemente desencadenado por una avalancha de gas de formación de estrellas que se estrella contra la superficie de la estrella, apoya la teoría de que las estrellas jóvenes pueden experimentar intensos brotes de crecimiento que remodelan su entorno.

Los astrónomos hicieron este descubrimiento comparando nuevas observaciones del Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en Chile con observaciones anteriores del Submillimeter Array (SMA) en Hawai.

"Fuimos increíblemente afortunados de detectar esta espectacular transformación de un joven, estrella masiva, "dijo Todd Hunter, astrónomo del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) en Charlottesville, Virginia., y autor principal de un artículo publicado en Cartas de revistas astrofísicas . "Al estudiar una densa nube de formación de estrellas con ALMA y SMA, pudimos ver que algo dramático había sucedido, cambiando por completo un vivero estelar en un período de tiempo sorprendentemente corto ".

En 2008, antes de la era de ALMA, Hunter y sus colegas utilizaron la SMA para observar una pequeña pero activa porción de la Nebulosa de la Pata de Gato (también conocida como NGC 6334), un complejo de formación de estrellas ubicado a unos 5, A 500 años luz de la Tierra en dirección a la constelación meridional de Scorpius. Esta nebulosa es similar en muchos aspectos a su prima más al norte, la nebulosa de Orión que también está lleno de estrellas jóvenes, cúmulos de estrellas, y densos núcleos de gas que están a punto de convertirse en estrellas. La nebulosa de la pata de gato, sin embargo, está formando estrellas a un ritmo más rápido.

Las observaciones iniciales de SMA de esta parte de la nebulosa, apodado NGC 6334I, reveló lo que parecía ser un protocolo típico:una densa nube de polvo y gas que alberga varias estrellas aún en crecimiento.

Las estrellas jóvenes se forman en estas regiones apretadas cuando las bolsas de gas se vuelven tan densas que comienzan a colapsar bajo su propia gravedad. Tiempo extraordinario, se forman discos de polvo y gas alrededor de estas estrellas nacientes y embudos de material en sus superficies ayudándolas a crecer.

Este proceso, sin embargo, puede que no sea del todo lento y constante. Los astrónomos ahora creen que las estrellas jóvenes también pueden experimentar rachas de crecimiento espectaculares, períodos en los que adquieren masa rápidamente atiborrándose de gas de formación de estrellas.

Las nuevas observaciones de ALMA de esta región, tomadas en 2015 y 2016, revelan que se produjeron cambios dramáticos hacia una parte del protocolo llamado NGC 6334I-MM1 después de las observaciones originales de SMA. Esta región es ahora aproximadamente cuatro veces más brillante en longitudes de onda milimétricas, lo que significa que la protoestrella central es casi 100 veces más luminosa que antes.

Los astrónomos especulan que antes de este estallido, un grupo de material inusualmente grande se introdujo en el disco de acreción de la estrella, creando un atasco de polvo y gas. Una vez que se haya acumulado suficiente material, el estallido del atasco, liberando una avalancha de gas sobre la estrella en crecimiento.

Este evento de acreción extrema aumentó en gran medida la luminosidad de la estrella, calentando el polvo circundante. Es así de caliente polvo incandescente que los astrónomos observaron con ALMA. Aunque se han observado eventos similares en luz infrarroja, esta es la primera vez que se identifica un evento de este tipo en longitudes de onda milimétricas.

Para asegurarse de que los cambios observados no fueran el resultado de diferencias en los telescopios o simplemente un error de procesamiento de datos, Hunter y sus colegas utilizaron los datos de ALMA como modelo para simular con precisión lo que la SMA, con sus capacidades más modestas, habría visto si hubiera realizado observaciones similares en 2015 y 2016. Al restar digitalmente las imágenes reales de la SMA de 2008 de las imágenes simuladas, los astrónomos confirmaron que efectivamente hubo un cambio significativo y consistente en un miembro del protoglúster.

"Una vez que nos aseguramos de comparar los dos conjuntos de observaciones en igualdad de condiciones, sabíamos que estábamos presenciando un momento muy especial en el crecimiento de una estrella, "dijo Crystal Brogan, también con la NRAO y coautor del artículo.

Una confirmación adicional de este evento provino de datos complementarios tomados por el Observatorio de Radioastronomía Hartebeesthoek en Sudáfrica. Este observatorio de un solo plato estaba monitoreando las señales de radio de los máseres en la misma región. Los masers son el radioequivalente cósmico natural de los láseres. Están alimentados por una variedad de procesos energéticos, incluyendo estallidos de estrellas en rápido crecimiento.

Los datos del observatorio Hartebeesthoek revelan un aumento abrupto y dramático en la emisión de máser de esta región a principios de 2015, solo unos meses antes de la primera observación de ALMA. Tal aumento es precisamente lo que los astrónomos esperarían ver si hubiera una protoestrella experimentando un importante crecimiento acelerado.

"Estas observaciones añaden evidencia a la teoría de que la formación de estrellas está marcada por una secuencia de eventos dinámicos que forman una estrella, en lugar de un crecimiento suave y continuo, "concluyó Hunter." También nos dice que es importante monitorear las estrellas jóvenes en longitudes de onda de radio y milimétricas, porque estas longitudes de onda nos permiten mirar a los más jóvenes, regiones de formación de estrellas más profundamente incrustadas. La captura de tales eventos en la etapa más temprana puede revelar nuevos fenómenos del proceso de formación estelar ".