Compañeros protoestelares en Orión
Muchas estrellas maduras tienen compañeros estelares, viven sus vidas en cúmulos muy unidos o se balancean por el espacio en pares binarios. Esto sugiere que la mayoría de las estrellas se forman en pequeños grupos, pero el inicio de la formación estelar ha sido difícil de estudiar durante mucho tiempo. Ahora, los astrónomos han dirigido conjuntos de radiotelescopios sensibles hacia una de las regiones de formación estelar más activas de la Vía Láctea para investigar la formación estelar en sus primeras etapas.
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| Esta espectacular imagen de la región de formación estelar de la nebulosa de Orión está formada por múltiples exposiciones obtenidas con la cámara infrarroja HAWK-I, instalada en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en Chile. Esta es la visión más profunda jamás obtenida de esta región y revela más objetos débiles de masa planetaria de lo esperado. Crédito: ESO/H. Drass et al. |
Formación de estrellas en nuestro patio trasero
Cuando se trata de estudiar estrellas jóvenes, no hay mejor lugar que el complejo de nubes moleculares de Orión: una red de regiones activas de formación de estrellas ubicadas a poco más de mil años luz de distancia. Las nubes moleculares de Orión contienen cientos de protoestrellas que aún extraen gas de sus nebulosas nacientes, lo que las convierte en un escenario perfecto para estudiar la formación estelar.
Las dos teorías principales sobre cómo se forman las estrellas son la fragmentación del disco y la fragmentación turbulenta. La teoría de la fragmentación del disco sugiere que un disco giratorio de material de formación estelar puede fragmentarse en múltiples estrellas. La teoría de la fragmentación turbulenta postula que las pequeñas fluctuaciones dentro de un grupo denso de gas pueden ondularse hacia afuera e inducir el colapso de una nube de gas. La clave para distinguir entre estas hipótesis son sus escalas de longitud; Se cree que la fragmentación del disco produce estrellas separadas por aproximadamente 100 ua, mientras que la fragmentación turbulenta probablemente genera compañeras más separadas.
Una primera vista a las nuevas estrellas
Estudiar la formación de estrellas a escalas espaciales pequeñas es un desafío, porque la luz de longitud de onda corta emitida por las estrellas jóvenes está muy oscurecida por el gas y el polvo, y las observaciones de longitud de onda larga tienen una resolución inherentemente más baja. Afortunadamente, la llegada de los conjuntos de radiotelescopios ha aumentado la resolución alcanzable de las imágenes de radio y ha permitido a los astrónomos explorar escalas más pequeñas que nunca. Un equipo dirigido por John Tobin (Observatorio Nacional de Radioastronomía) ha utilizado el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y el Very Large Array (VLA) para investigar el compañerismo estelar en las nubes moleculares de Orión en las etapas más tempranas de la formación de estrellas, y para explorar qué significan estos hallazgos sobre cómo se forman las estrellas.
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| Ejemplo de observaciones de ALMA (izquierda) y el VLA (derecha) de un sistema protoestelar joven. Adaptado de Tobin et al. / Revista Astrofísica 2022 |
Tobin y sus colaboradores estudiaron 328 protoestrellas en las nubes moleculares de Orión, incluidas 94 en la fase más temprana de la evolución de las protoestrellas. El equipo usó un algoritmo iterativo para buscar protoestrellas con compañeras dentro de 20 a 10 000 au. (Por contexto, si el Sol tuviera un compañero a 10 000 au, estaría ubicado en la nube de Oort de nuestro sistema solar). Los autores encontraron que aproximadamente el 30 % de todos los sistemas examinados contenían múltiples estrellas, siendo los sistemas binarios más comunes que los triples. o sistemas de estrellas cuádruples.
Escenarios de creación
Los autores notaron que la distribución de separación de compañeros para las protoestrellas más jóvenes tiene dos picos: uno alrededor de 100 au y otro alrededor de 3000 au. Esto sugiere que en estos sistemas están en juego múltiples mecanismos de formación; Las estrellas que forman grandes separaciones (>500 au) a través de la fragmentación turbulenta pueden migrar hacia adentro con el tiempo, pero las comparaciones con las simulaciones sugieren que hay más compañeros protoestelares cercanos de los que se pueden explicar en esta migración.
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| Distribución de separación para sistemas de estrellas múltiples que contienen las protoestrellas más jóvenes (Clase 0). La curva punteada se aproxima a la distribución de estrellas similares al Sol en el campo. Adaptado de Tobin et al. / Revista Astrofísica 2022 |
El equipo concluyó que más de la mitad de todos los compañeros dentro de 500 au probablemente se formaron a través de la fragmentación del disco, mientras que aquellos en separaciones más grandes probablemente solo se formaron debido a la fragmentación turbulenta. ¡Con suerte, los estudios futuros de este rico conjunto de datos de protoestrellas revelarán aún más información sobre la formación de estrellas!
Enlace de interés
“La encuesta VLA/ALMA de disco naciente y multiplicidad (VANDAM) de las protoestrellas de Orión. V. Una caracterización de la multiplicidad protoestelar”, John J. Tobin et al 2022 ApJ 925 39. doi: 10.3847/1538-4357/ac36d2, enlace artículo.
Esta publicación apareció originalmente en AAS Nova, que presenta los aspectos más destacados de la investigación de las revistas de la Sociedad Astronómica Estadounidense.
• Publicado en ASS Nova el 21 de febrero del 2022, enlace publicación.
