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Los astrónomos obtienen la vista más clara hasta ahora de un caldero hirviendo donde se forman las estrellas

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El cúmulo lateral en forma de 'fútbol americano' en los paneles de la izquierda es la burbuja que se expande y crea un caparazón alrededor de la región interior de formación de estrellas.

Una burbuja en expansión de plasma caliente y gas ionizado que rodea una región del espacio donde nacen las estrellas ha sido capturada en alta resolución por primera vez.

Los datos recopilados por el telescopio del Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja (SOFIA), conectado a un avión 747 modificado, permitieron a los investigadores de la Universidad de Maryland estudiar y ver esta burbuja en crecimiento con más detalle.

Está impulsado por vientos estelares que rodean el cúmulo de estrellas Westerlund 2, a 20.000 años luz de la Tierra, que contiene las estrellas más grandes y brillantes de la Vía Láctea.

Los datos anteriores de baja resolución de este vivero estelar de dos millones de años no mostraron claramente la burbuja ni revelaron cómo se expandió hacia el gas circundante.

Utilizando la astronomía de múltiples longitudes de onda, incluidas las observaciones de infrarrojo lejano, obtuvieron una comprensión detallada de estas burbujas de gas caliente que están hechas de carbono ionizado, y descubrieron que ayudan a impulsar la formación de estrellas a partir del gas caliente.

El equipo cree que esta nueva información puede ayudar a los astrónomos a comprender mejor cómo se formó nuestro universo y observarán otros cúmulos estelares utilizando la misma técnica.

El cúmulo lateral en forma de ‘fútbol americano’ en los paneles de la izquierda es la burbuja que se expande y crea un caparazón alrededor de la región interior de formación de estrellas.

La nebulosa galáctica RCW 49 que se muestra arriba es una de las regiones de formación de estrellas más brillantes de la Vía Láctea.  Al analizar el movimiento de los átomos de carbono en una burbuja de gas en expansión que rodea al cúmulo de estrellas Westerlund 2 dentro de RCW 49, un equipo de investigadores liderado por la UMD ha creado la imagen más clara hasta la fecha de una burbuja impulsada por el viento estelar donde nacen las estrellas.

La nebulosa galáctica RCW 49 que se muestra arriba es una de las regiones de formación de estrellas más brillantes de la Vía Láctea. Al analizar el movimiento de los átomos de carbono en una burbuja de gas en expansión que rodea al cúmulo de estrellas Westerlund 2 dentro de RCW 49, un equipo de investigadores liderado por la UMD ha creado la imagen más clara hasta la fecha de una burbuja impulsada por el viento estelar donde nacen las estrellas.

¿CÓMO SE FORMAN LAS ESTRELLAS?

Las estrellas se forman a partir de densas nubes moleculares, de polvo y gas, en regiones del espacio interestelar conocidas como viveros estelares.

Una sola nube molecular, que contiene principalmente átomos de hidrógeno, puede tener miles de veces la masa del sol.

Sufren un movimiento turbulento con el gas y el polvo moviéndose con el tiempo, perturbando los átomos y las moléculas, lo que hace que algunas regiones tengan más materia que otras partes.

Si se junta suficiente gas y polvo en un área, entonces comienza a colapsar bajo el peso de su propia gravedad.

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A medida que comienza a colapsar, se calienta lentamente y se expande hacia afuera, absorbiendo más gas y polvo circundante.

En este punto, cuando la región tiene aproximadamente 900 mil millones de kilómetros de diámetro, se convierte en un núcleo preestelar y en el proceso inicial para convertirse en estrella.

Luego, durante los próximos 50.000 años, esto se contraerá 92 mil millones de millas de ancho para convertirse en el núcleo interno de una estrella.

El exceso de material se expulsa hacia los polos de la estrella y se forma un disco de gas y polvo alrededor de la estrella, formando una protoestrella.

Esta materia se incorpora a la estrella o se expulsa a un disco más ancho que conducirá a la formación de planetas, lunas, cometas y asteroides.

Las superficies de estas burbujas forman una especie de capa exterior alrededor de las burbujas, con nuevas estrellas que se forman dentro de las capas y se superponen y se entremezclan con nubes de gas circundante, lo que ha dificultado la distinción de burbujas en el pasado.

El equipo dice que este descubrimiento, que requirió un rango más amplio de observaciones de frecuencia electromagnética, les permite comprender mejor cómo se forman las estrellas.

«Cuando se forman estrellas masivas, emiten eyecciones mucho más fuertes de protones, electrones y átomos de metales pesados, en comparación con nuestro sol», dijo Maitraiyee Tiwari, un asociado postdoctoral y autor principal del estudio.

“Estas eyecciones se llaman vientos estelares, y los vientos estelares extremos son capaces de soplar y formar burbujas en las nubes circundantes de gas frío y denso.

«Observamos tal burbuja centrada alrededor del cúmulo de estrellas más brillante en esta región de la galaxia, y pudimos medir su radio, masa y la velocidad a la que se está expandiendo».

Tiwari y sus colegas crearon una imagen más clara de la burbuja que rodea a Westerlund 2 midiendo la radiación emitida por el cúmulo en todo el espectro electromagnético, desde rayos X de alta energía hasta ondas de radio de baja energía.

Ella le dijo a MailOnline: ‘Estas burbujas necesitan fuentes de energía, por lo que pueden estar alrededor de estrellas individuales brillantes o alrededor de cúmulos estelares’.

Estudios anteriores, que solo tenían datos de longitud de onda de radio y submilimétricos, habían producido imágenes de baja resolución y no mostraban la burbuja.

Entre las mediciones más importantes se encontraba una longitud de onda del infrarrojo lejano emitida por un ión específico de carbono en la capa.

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«Podemos usar la espectroscopia para saber realmente qué tan rápido se mueve este carbono hacia nosotros o alejándose de nosotros», dijo Ramsey Karim, coautor del estudio.

Esta técnica utiliza el efecto Doppler, el mismo efecto que hace que la bocina de un tren cambie de tono cuando pasa a su lado. En nuestro caso, el color cambia ligeramente dependiendo de la velocidad de los iones de carbono ”.

Al determinar si los iones de carbono se estaban moviendo hacia o lejos de la Tierra y combinar la información con las mediciones del resto del espectro electromagnético, les permitió crear las nuevas imágenes.

Esto muestra la burbuja de viento estelar en expansión que rodea la región de formación de estrellas Westerlund 2, un cúmulo de estrellas compacto joven y oscurecido dentro de la Vía Láctea que tiene aproximadamente dos millones de años y es difícil de obtener imágenes.

Tiene algunas de las estrellas más calientes, brillantes y masivas jamás vistas por los astrónomos y está a unos 20.000 años luz de la Tierra.

Usando la astronomía de múltiples longitudes de onda, incluidas las observaciones del infrarrojo lejano, obtuvieron una comprensión detallada de estas burbujas de gas caliente que están hechas de carbono ionizado, y descubrieron que ayudan a impulsar la formación de estrellas a partir del gas caliente.

Usando la astronomía de múltiples longitudes de onda, incluidas las observaciones del infrarrojo lejano, obtuvieron una comprensión detallada de estas burbujas de gas caliente que están hechas de carbono ionizado, y descubrieron que ayudan a impulsar la formación de estrellas a partir del gas caliente.

Un equipo dirigido por astrónomos de la UMD creó la primera imagen clara de una burbuja en expansión de gas estelar donde nacen las estrellas utilizando datos del telescopio SOFIA de la NASA a bordo de un jet 747 muy modificado, como se ve aquí en la representación de este artista.

Un equipo dirigido por astrónomos de la UMD creó la primera imagen clara de una burbuja en expansión de gas estelar donde nacen las estrellas utilizando datos del telescopio SOFIA de la NASA a bordo de un jet 747 muy modificado, como se ve aquí en la representación de este artista.

Además de encontrar una única burbuja estelar impulsada por el viento alrededor de Westerlund 2, encontraron evidencia de la formación de nuevas estrellas en la región de la capa de esta burbuja.

Su análisis también sugiere que a medida que la burbuja se expandió, se abrió por un lado, liberando plasma caliente y ralentizando la expansión de la capa hace aproximadamente un millón de años.

Pero luego, hace unos 200.000 o 300.000 años, otra estrella brillante en Westerlund 2 evolucionó, y su energía revitalizó la expansión de la capa de Westerlund 2.

La segunda fila de imágenes muestra la burbuja en expansión.  Las superficies de estas burbujas forman una especie de capa exterior alrededor de las burbujas, con nuevas estrellas que se forman dentro de las capas y se superponen y se entremezclan con nubes de gas circundante, lo que ha dificultado la distinción de burbujas en el pasado.

La segunda fila de imágenes muestra la burbuja en expansión. Las superficies de estas burbujas forman una especie de capa exterior alrededor de las burbujas, con nuevas estrellas que se forman dentro de las capas y se superponen y se entremezclan con nubes de gas circundante, lo que ha dificultado la distinción de burbujas en el pasado.

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Mapa de temperaturas (izquierda) y densidades de columna (derecha) derivado píxel por píxel de los datos.  Las imágenes insertadas en las esquinas superiores derechas hacen zoom en la región central y muestran la máscara de media elipse utilizada para estimar la masa de la cáscara a partir del polvo.

Mapa de temperaturas (izquierda) y densidades de columna (derecha) derivado píxel por píxel de los datos. Las imágenes insertadas en las esquinas superiores derechas hacen zoom en la región central y muestran la máscara de media elipse utilizada para estimar la masa de la cáscara a partir del polvo.

«Vimos que la expansión de la burbuja que rodea a Westerlund 2 se volvió a acelerar por los vientos de otra estrella muy masiva, y eso inició el proceso de expansión y formación estelar de nuevo», dijo Tiwari.

«Esto sugiere que las estrellas seguirán naciendo en esta capa durante mucho tiempo, pero a medida que avanza este proceso, las nuevas estrellas se volverán cada vez menos masivas».

Tiwari y sus colegas ahora aplicarán su método a otros cúmulos de estrellas brillantes y cálidas burbujas de gas para comprender mejor estas regiones de formación estelar de la galaxia.

Sus resultados fueron publicados en El diario astrofísico.

WESTERLUND 2: UNA REGIÓN COMPACTA Y JOVEN EN FORMACIÓN DE ESTRELLAS

Westerlund 2 es un cúmulo de estrellas joven y compacto dentro de la Vía Láctea y a unos 20.000 años luz de la Tierra.

Contiene algunas de las estrellas más calientes, brillantes y masivas conocidas por la astronomía y se encuentra dentro de un caldo de cultivo estelar llamado Gum 29.

Tiene una docena de estrellas de tipo temprano y tres sistemas binarios más calientes que 38.000 K (67.940 F) y 230.000 veces más luminosos que el Sol.

Esto permitió a los astrónomos determinar que se trata de un cúmulo de estrellas muy joven, de entre uno y dos millones de años en lugar de miles de millones de años.

Fue descubierto por Bengt Westerlund en la década de 1960 y fue el tema de la imagen del 25 aniversario del Hubble el 23 de abril de 2016.

Westerlund 1 es un cúmulo de súper estrellas compacto en la Vía Láctea a más de 3 millones de años luz de la Tierra, también descubierto por Bengt Westerlund en la década de 1960.

Es tan grande que en el futuro podría evolucionar hasta convertirse en un cúmulo globular y contiene una gran cantidad de estrellas raras, evolucionadas y de gran masa, incluidas las hipergigantes.

Fuente de la Noticia

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