Ilustración de un artista de un disco circunestelar alrededor de una estrella masiva. Crédito de imagen: NAOJ Haga Click para agrandar
Un grupo internacional de astrónomos ha utilizado el generador de imágenes coronagráficas para óptica adaptativa (CIAO) en el telescopio Subaru en Hawai para obtener imágenes muy claras de luz polarizada infrarroja cercana del lugar de nacimiento de una protoestrella masiva conocida como Becklin-Neugebauer (BN) objeto a una distancia de 1500 años luz del Sol. Las imágenes del grupo llevaron al descubrimiento de un disco que rodea a esta estrella recién formada. Este hallazgo, descrito en detalle en la edición del 1 de septiembre de Nature, profundiza nuestra comprensión de cómo se forman las estrellas masivas.
El grupo de investigación, que incluye astrónomos del Observatorio Purple Mountain, China, los Observatorios Astronómicos Nacionales de Japón y la Universidad de Hertfordshire, Reino Unido, exploró la región cercana al objeto Becklin-Neugebauer y analizó cómo el polvo afecta la luz infrarroja. Para hacer esto, tomaron una imagen de luz polarizada del objeto a una longitud de onda de 1,6 micrómetros (la banda H de luz infrarroja). Las imágenes del brillo del objeto solo muestran una distribución circular de la luz. Sin embargo, una imagen de la polarización de la luz muestra una forma de mariposa que revela detalles que no se pueden detectar al observar solo la distribución del brillo. Para comprender el entorno alrededor de la estrella y lo que implica la forma de la mariposa, los astrónomos crearon un modelo de computadora para comparar, junto con un esquema de formación de estrellas. Estos modelos muestran que la forma de mariposa es la firma de un disco y una estructura de salida cerca de la estrella recién nacida.
Este descubrimiento es la evidencia más concreta de un disco alrededor de una estrella joven masiva y muestra que las estrellas masivas como el objeto BN (que es aproximadamente siete veces la masa del Sol) se forman de la misma manera que las estrellas de menor masa como el Sol.
Hay dos teorías principales para explicar la formación de estrellas masivas. El primero afirma que las estrellas masivas son el resultado de la fusión de varias estrellas de baja masa. El segundo dice que se forman a través del colapso gravitacional y la acumulación de masa dentro de los discos circunestelares. Las estrellas de menor masa como el Sol tienen más probabilidades de haberse formado a través del segundo método. La teoría del colapso-acreción supone que un sistema tiene una estrella asociada con un flujo de salida bipolar, un disco circunestelar y una envolvente, mientras que la teoría de la fusión no. La presencia o ausencia de tales estructuras puede distinguir entre los dos escenarios de formación.
Hasta hace poco, había poca evidencia de observación directa en apoyo de cualquiera de las teorías de la formación estelar masiva. Esto se debe a que, a diferencia de las estrellas de menor masa, las estrellas masivas que se están formando recientemente son tan raras y están tan lejos de nosotros que han sido difíciles de observar. Los grandes telescopios y la óptica adaptativa, que mejoran enormemente la nitidez de la imagen, ahora permiten observar estos objetos con una claridad sin precedentes. La polarimetría infrarroja de alta resolución es una herramienta especialmente poderosa para explorar el entorno oculto detrás del resplandor brillante de una estrella masiva.
La polarización, la dirección en la que oscilan las ondas de luz cuando se alejan de un objeto, es una característica importante de la radiación. La luz del sol no tiene una dirección preferida de oscilación, pero puede polarizarse cuando se dispersa por la atmósfera de la Tierra, o después de reflejarse en la superficie del agua. Una acción similar ocurre en una nube circunestelar alrededor de una estrella recién nacida. La estrella ilumina su entorno: el disco circunestelar, la envoltura y las paredes de la cavidad formadas por las corrientes de salida. La luz puede viajar libremente dentro de la cavidad y luego reflejarse en sus paredes. Esta luz reflejada se vuelve altamente polarizada. Por el contrario, el disco y la envoltura son relativamente opacos a la luz. Esto reduce la polarización de la luz proveniente de esas regiones.
El éxito del grupo en la detección de evidencia de un disco y el flujo de salida alrededor del objeto BN a través de polarimetría infrarroja de alta resolución sugiere que la misma técnica se puede aplicar a otras estrellas en formación. Esto permitiría a los astrónomos obtener una descripción de observación completa de la formación de estrellas masivas de más de diez veces la masa del Sol.
Fuente original: Comunicado de prensa de NAOJ
