Combate colosal entre fuerzas opuestas en la Gran Nube de Magallanes

Tras usar el ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para observar regiones donde se forman estrellas en la Gran Nube de Magallanes, un equipo de investigación ha descubierto la existencia de un turbulento fenómeno de tira y afloja en la incubadora o vivero de estrellas 30 Doradus. Las observaciones revelan que, a pesar de una intensa retroalimentación estelar, la gravedad está incidiendo en la forma de la nube molecular y, contra todo pronóstico, fomentando la formación de estrellas jóvenes y masivas.

Los resultados de las observaciones se presentaron recientemente en una conferencia de prensa durante una asamblea de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS, por sus siglas en inglés). Y también se han publicado en la revista académica The Astrophysical Journal, con el título “The 30 Doradus Molecular Cloud at 0.4 Parsec Resolution with ALMA: Physical Properties and the Boundedness of CO Emitting Structures”.

30 Doradus es una gran incubadora de estrellas ubicada muy cerca de la Vía Láctea (está a tan solo 170.000 años luz de distancia), en el corazón de la famosa Nebulosa de la Tarántula, en la Gran Nube de Magallanes, una pequeña galaxia junto a la nuestra. Allí se encuentra el cúmulo de estrellas más grande del vecindario cósmico –un objeto de observación perfecto para quienes buscan estudiar el nacimiento y la evolución de las estrellas. En el centro de 30 Doradus se encuentra una brillante incubadora de estrellas que ha sido la cuna de más de 800.000 estrellas y protoestrellas, entre ellas medio millón de jóvenes estrellas masivas y calientes. Esta región reviste especial interés para quienes estudian la formación de estrellas y la evolución de las galaxias debido al efecto de la gravedad y la retroalimentación estelar (un fenómeno donde una gran cantidad de energía devuelta a la región por estrellas jóvenes y masivas puede ralentizar la formación de nuevas estrellas), que compiten entre sí para controlar la tasa de formación estelar.

Las nuevas observaciones de 30 Doradus se llevaron a cabo con los receptores extremadamente sensibles de Banda 6 del ALMA, un observatorio coadministrado por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO) de la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos, y permitieron hacer hallazgos sorprendentes sobre la nube molecular. “Las estrellas empiezan a formarse cuando las densas nubes de gas se vuelven incapaces de resistir a la fuerza de gravedad. Nuestras nuevas observaciones revelaron claros indicios de que la gravedad está incidiendo en la forma de las partes más espesas de las nubes, mientras también revelaron muchos fragmentos de nubes de menor densidad y demasiado turbulentas como para que la gravedad las afecte”, explica Tony Wong, profesor de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (Estados Unidos) y autor principal del nuevo estudio. “Creíamos que en las partes de la nube más cercanas a las estrellas jóvenes y masivas veríamos las señales más claras de que la gravedad era superada por la retroalimentación y, en consecuencia, había menos formación de estrellas. En cambio, nuestras observaciones confirmaron que incluso en una zona con retroalimentación extremadamente activa, la gravedad sigue siendo bastante fuerte y la formación de estrellas probablemente continúe”.

30 Doradus es una gran incubadora de estrellas ubicada en el corazón de la Nebulosa de la Tarántula. En esta imagen compuesta, los datos de ondas milimétricas del ALMA, correspondientes a los filamentos en naranja y rojo, figuran contrapuestos a los datos ópticos del telescopio espacial Hubble. (Foto: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), T. Wong (U. Illinois, Urbana-Champaign); S. Dagnello (NRAO / AUI / NSF. CC BY-SA)

Con el fin de hacerse una idea clara de lo que sucede en 30 Doradus, el equipo dividió la nube en sectores para ver cómo uno difiere del otro. Como las estrellas suelen formarse en las partes más densas de las nubes moleculares, era muy importante distinguir entre las zonas más densas y las menos densas para entender qué sucede en 30 Doradus. Esta novedosa forma de proceder permitió definir un patrón. “Creíamos que las nubes de gas interestelar eran estructuras redondeadas e hinchadas, pero está quedando cada vez más claro que se trata de estructuras filamentosas o estiradas”, afirma Tony Wong. “Cuando dividimos la nube en sectores para medir diferencias en la densidad, vimos que las partes más densas no tienen una distribución aleatoria, sino que están muy bien organizadas en estos filamentos. A su vez, los filamentos parecen ser moldeados por la gravedad, con lo cual son probablemente un paso importante en el proceso de formación estelar”.

A diferencia de la Vía Láctea, que presenta una tasa de formación estelar relativamente lenta, de unas siete estrellas (el equivalente a cuatro masas solares) por año, las incubadoras de estrellas de la galaxia anfitriona de 30 Doradus, la Gran Nube de Magallanes, experimentan frenéticas ráfagas de nacimiento de estrellas.

El equipo espera que los nuevos hallazgos, sumados a futuras investigaciones, aporten información nueva y esclarecedora sobre las diferencias entre la Vía Láctea y otras galaxias más activas en cuanto a incubación de estrellas, y permitan entender mejor cómo la competencia entre la gravedad y la retroalimentación incide en la forma de las nubes moleculares y afecta a la velocidad con la que se forman nuevas estrellas.

Remy Indebetouw, astrónomo de NRAO y coautor del estudio, comenta: “30 Doradus contiene el cúmulo de estrellas masivo más cercano a la Tierra. Este tipo de cúmulo puede actuar como una verdadera bomba en una galaxia, expulsando gas e incluso alterando su evolución a largo plazo. Queremos entender en detalle cómo las nubes moleculares se convierten en estrellas: cuánto tardan, cuán rápido las estrellas recién formadas empiezan a afectar a su nube materna y hasta qué distancias. Estos son todos aspectos poco conocidos por el momento. Observar estos cúmulos nos permitirá acercarnos un poquito a las respuestas”.

Según Tony Wong, las observaciones están ayudando a los científicos no solo a entender las implicaciones científicas generales de los procesos de formación estelar sino también a revelar la historia y el futuro de las galaxias. “Uno de los principales misterios de la astronomía es por qué todavía podemos presenciar estrellas formándose hoy. ¿Qué impidió que todo el gas colapsara en un enorme espectáculo de fuegos artificiales mucho tiempo atrás? Lo que estamos descubriendo ahora puede ayudarnos a ver lo que sucede en las entrañas de las nubes moleculares y entender mejor cómo las galaxias sostienen los procesos de formación estelar en el tiempo”. (Fuente: NRAO)