Formación de estrellas dentro de nubes interestelares de gas y polvo, las llamadas nubes moleculares, avanza muy rápidamente pero de forma muy ineficaz. La mayor parte del gas se dispersa por radiación estelar, revelando que las galaxias son sistemas altamente dinámicos, como "calderos cósmicos, "que consta de componentes que cambian constantemente de apariencia. Basado en nuevas observaciones de la galaxia espiral NGC 300, un equipo de científicos dirigido por el astrofísico Dr. Diederik Kruijssen de la Universidad de Heidelberg ha logrado por primera vez reconstruir la evolución temporal de las nubes moleculares y el proceso de formación de estrellas dentro de ellas. Su análisis muestra que estas nubes son estructuras de corta duración que experimentan ciclos de vida rápidos, impulsado por la intensa radiación de las estrellas recién nacidas. Los hallazgos se publican en Naturaleza .

La intensidad observada de la formación de estrellas en la galaxia espiral NGC 300 se puede explicar de dos maneras. Las nubes moleculares pueden tener una vida muy larga y eventualmente convertir toda su masa en estrellas. En este caso, las posiciones de las estrellas jóvenes deberían coincidir generalmente con las de las nubes moleculares a partir de las cuales se formaron. Alternativamente, las estrellas pueden formarse muy rápidamente dentro de las nubes moleculares y dispersar el gas con su intensa radiación, dejando solo una pequeña fracción del gas disponible para su conversión en estrellas. En este caso, Las estrellas jóvenes y las nubes moleculares generalmente deben residir en diferentes ubicaciones.

Para decidir cuál de estos modelos del ciclo de vida de la nube molecular es correcto, El Dr. Kruijssen y su equipo combinaron dos conjuntos diferentes de observaciones de la galaxia NGC 300, que está a unos 6 millones de años luz de la Vía Láctea. La primera observación es un mapa de luz emitida por monóxido de carbono que muestra dónde residen las nubes moleculares. El segundo es un mapa de caliente, hidrógeno ionizado que marca las posiciones de masas, estrellas recién formadas. Estos mapas se obtuvieron utilizando el Atacama Large Millimeter Array (ALMA) del Observatorio Europeo Austral (ESO) y el telescopio de 2,2 metros de la Sociedad Max Planck y ESO. Las observaciones de ALMA fueron realizadas por el Dr. Andreas Schruba, científico del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching y uno de los coautores del estudio. Los científicos analizaron los datos utilizando un nuevo método estadístico que determina cómo se relacionan el gas molecular y la formación de estrellas en las galaxias en diferentes escalas espaciales. Por primera vez, este método permite la cuantificación precisa de las posiciones de las nubes moleculares y las estrellas jóvenes entre sí.

Según los científicos, los resultados no dejaron ninguna duda:las posiciones de las nubes moleculares y los jóvenes, las estrellas masivas rara vez coinciden. Este efecto se vuelve más fuerte en escalas más pequeñas. Los científicos concluyen que las estrellas se forman muy rápidamente, tal que el gas y las estrellas jóvenes representen distintas, fases posteriores en el ciclo de vida de las nubes moleculares.

"Nuestros hallazgos demuestran que la formación de estrellas avanza de manera muy rápida y altamente ineficiente, "dice el Dr. Kruijssen, líder del grupo de investigación del Instituto de Computación Astronómica. "Las nubes moleculares de NGC 300 viven unos diez millones de años y sólo tardan 1,5 millones de años en destruirse, mucho antes de que las estrellas más masivas hayan llegado al final de sus vidas y exploten como supernovas ". Dra. Mélanie Chevance, investigador de su equipo y también coautor del artículo, agrega:"La intensa radiación de las estrellas jóvenes dispersa su nube molecular madre calentándola y dispersándola en forma de burbujas de gas interestelar calientes. De esta manera, sólo del dos al tres por ciento de la masa de las nubes moleculares se convierte en estrellas ".

El equipo de investigadores ahora quiere aplicar su nuevo método estadístico a las observaciones de galaxias muy distantes para inferir cómo procedió la formación de estrellas en las nubes moleculares a lo largo de la historia del Universo. "Ahora procederemos a investigar la relación entre las nubes moleculares y las estrellas jóvenes en las galaxias de todo el cosmos. En un futuro próximo, esto nos permitirá entender las galaxias como conjuntos de componentes que experimentan ciclos de vida impulsados ​​por la formación de estrellas y juntos dan forma a la apariencia de sus galaxias anfitrionas, "explica el Dr. Kruijssen.