Una nebulosa sorprendentemente joven sugiere la formación de estrellas en el universo temprano

Los astrónomos todavía están tratando de comprender cómo se formaron las estrellas y las galaxias en el universo temprano. Ahora, los científicos tienen nuevas pistas de una nebulosa brillante llena de nubes de gas caliente y polvo, conocida como RCW 120. Los datos del Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja de la NASA, o SOFIA, sugieren que esta nebulosa puede ser representativa de cómo se formaron las estrellas a principios de universo.

Imagen compuesta de la nebulosa RCW 120. Las nubes en forma de anillo alrededor de la nebulosa fueron detectadas por el Telescopio Espacial Spitzer. SOFIA midió el gas brillante que se muestra en rojo y azul para estudiar la velocidad de expansión de la nebulosa y determinar su edad. El gas azul representa el gas que se expande en la dirección hacia la Tierra y el rojo en dirección opuesta a la Tierra. La expansión está provocando el nacimiento de vecinos estelares a velocidades vertiginosas, y revela que la nebulosa es más joven de lo que se creía. Crédito: NASA / JPL-Caltech / SOFIA

Los científicos que utilizaron SOFIA, un proyecto conjunto de la NASA y la Agencia Espacial Alemana en DLR, encontraron que el viento estelar que emana de la estrella masiva central de la nebulosa está haciendo que la nebulosa se expanda rápidamente. La expansión está provocando el nacimiento de vecinos estelares a velocidades vertiginosas, y revela que la nebulosa es más joven de lo que se creía. Los resultados se publican en Science Advances, enlace artículo.

En la Vía Láctea del sur, a unos 4.300 años luz de la Tierra, en nubes cercanas a la constelación de Scorpius, los investigadores descubrieron que los poderosos vientos estelares están expandiendo la nebulosa increíblemente rápido a 33.000 millas por hora (unos 53.000 kilómetros por hora). Las nubes de gas circundantes se comprimen a medida que la nebulosa penetra en ellas, lo que desencadena el nacimiento de nuevas estrellas cerca de los bordes de las nubes.

La velocidad de expansión también se utilizó para determinar la edad de la nebulosa. Resulta que RCW 120 es mucho más joven de lo que se creía anteriormente, ya que se formó hace menos de 150.000 años. Este descubrimiento proporcionó una pista sobre el pasado lejano del universo.

"La nebulosa nos está dando una ventana a cómo pudo haber sido la formación de estrellas en el universo temprano", dijo el Dr. Matteo Luisi, becario postdoctoral en la Universidad de West Virginia en Morgantown, West Virginia. "No podemos volver a estudiar el universo primitivo, por lo que dependemos de observaciones como estas para comprender cómo se transformó del Big Bang al universo que vemos hoy".

Los astrónomos llaman "retroalimentación" a los efectos que tienen las estrellas en la creación de sus vecinos. Pero exactamente cómo la retroalimentación puede ayudar u obstaculizar la formación de estrellas sigue siendo un misterio. SOFIA descubrió previamente que un viento estelar en la Nebulosa de Orión está limpiando una burbuja del material necesario para formar nuevas estrellas. Ahora, en la nebulosa RCW 120, la energía de la estrella original está provocando el nacimiento de nuevas generaciones.

La corta edad de la nebulosa sugiere que la formación de estrellas provocada por la retroalimentación de una estrella existente puede ocurrir muy rápidamente y puede haber sido responsable de la alta tasa de formación de estrellas en las primeras eras del universo.

Las observaciones se realizaron mientras volaban en los cielos sobre Christchurch, Nueva Zelanda, en 2019. Usando el instrumento de SOFIA llamado Receptor Alemán de Astronomía en Frecuencias de Terahercios, o GREAT, los investigadores estudiaron la huella química del gas de carbono ionizado para medir la velocidad de expansión de la nebulosa. A diferencia de las imágenes infrarrojas, esta huella dactilar mide qué tan rápido se mueve el gas, que se puede utilizar para saber cómo las estrellas existentes están afectando a las generaciones futuras. Estos resultados son parte de un proyecto internacional para comprender los efectos de la retroalimentación estelar en una variedad de regiones de formación de estrellas.

SOFIA, el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja, es un avión Boeing 747SP modificado para transportar un telescopio de 106 pulgadas de diámetro. Es un proyecto conjunto de la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán, DLR. El Centro de Investigación Ames de la NASA en el Silicon Valley de California administra el programa SOFIA, las operaciones científicas y misioneras en cooperación con la Asociación de Investigación Espacial de las Universidades con sede en Columbia, Maryland, y el Instituto Alemán SOFIA (DSI) en la Universidad de Stuttgart. El avión se mantiene y opera desde el Edificio 703 del Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA, en Palmdale, California. El instrumento HAWC + fue desarrollado y entregado a la NASA por un equipo de varias instituciones dirigido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro en Pasadena, California.

DLR es el socio de la NASA en SOFIA, que proporciona el telescopio, el mantenimiento programado de la aeronave y otro tipo de apoyo para la misión. El Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California gestiona el programa SOFIA, la ciencia y las operaciones de la misión en cooperación con la Asociación de Investigación Espacial de Universidades, con sede en Columbia, Maryland, y el Instituto Alemán SOFIA de la Universidad de Stuttgart. La aeronave es mantenida y operada por el Armstrong Flight Research Center Building 703 de la NASA, en Palmdale, California.

• Publicado en el portal de NASA-SOFIA el 4 de junio del 2021, enlace publicación.