Los astrónomos han pensado durante mucho tiempo que se necesitan millones de años para que las semillas de estrellas como el Sol se unan. Las nubes de gas, principalmente hidrógeno, se fusionan bajo la gravedad en núcleos prestelares lo suficientemente densos como para colapsar y provocar la fusión nuclear, mientras que las fuerzas magnéticas mantienen la materia en su lugar y ralentizan el proceso.
"Si se demuestra que éste es el caso en otras nubes de gas, será revolucionario"
Pero las observaciones que utilizan el radiotelescopio más grande del mundo están poniendo en duda este largo período gestacional. Los investigadores se han acercado a un núcleo prestelar en una nube de gas gigante, un vivero para cientos de estrellas bebés, y han descubierto que el pequeño embrión puede estar formándose 10 veces más rápido de lo que se pensaba, gracias a los débiles campos magnéticos.
"Si se demuestra que éste es el caso en otras nubes de gas, será revolucionario", asegura Paola Caselli, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, que no participó en la investigación.
Estudiar el nacimiento de estrellas y el tira y afloja entre la gravedad y las fuerzas magnéticas ha sido un desafío, porque los campos magnéticos pueden ser 100.000 veces más débiles que los de la Tierra. La única forma directa de detectarlos proviene de un fenómeno llamado efecto Zeeman, en el que los campos magnéticos hacen que las llamadas líneas espectrales se dividan de una manera que depende de la fuerza del campo.
Estas líneas espectrales son patrones brillantes u oscuros donde los átomos o moléculas emiten o absorben longitudes de onda específicas de luz. Para las nubes de gas, la división de Zeeman ocurre en longitudes de onda de radio, por lo que se necesitan radiotelescopios. Y léstos deben ser grandes para acercarse a una pequeña región del espacio y revelar un efecto tan sutil.
Anteriormente, los investigadores habían utilizado el radiotelescopio de Arecibo de Puerto Rico, que colapsó en 2020,para estudiar Lynds 1544, un embrión estelar relativamente aislado dentro de la Nube Molecular de Tauro, a solo 450 años luz de distancia de la Tierra.
Midieron los campos magnéticos en las capas tenues de gas lejos del núcleo, donde las fuerzas magnéticas dominaban sobre la gravedad. También analizaron los campos más fuertes dentro del núcleo, donde la gravedad dominaba porque es 10.000 veces más denso que la capa externa, explica Richard Crutcher, radioastrónomo de la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign.
El radiotelescopio esférico de apertura de quinientos metros (FAST)
Lo que faltaba era un examen de la región intermedia entre el núcleo y la capa externa. Eso es lo que ha ocurrido ahora con un nuevo trazador del efecto Zeeman, una línea de absorción de hidrógeno particular, detectada por el radiotelescopio esférico de apertura de quinientos metros (FAST), un radiotelescopio gigante construido dentro de una cuenca natural en el suroeste de China.
"El documento básicamente dice que la gravedad gana en la nube: ahí es donde las estrellas comienzan a formarse, no en el núcleo denso"
En un estudio publicado en Nature, los investigadores informan de una intensidad de campo magnético de 4 microgauss, no más fuerte que en la capa externa. "Si la teoría estándar funcionó, el campo magnético debe ser mucho más fuerte para resistir un aumento de 100 veces en la densidad de nubes. Eso no sucedió", indica Di Li, el científico jefe de FAST que dirigió el estudio.
"El documento básicamente dice que la gravedad gana en la nube: ahí es donde las estrellas comienzan a formarse, no en el núcleo denso", agrega Caselli.
El hallazgo implica que una nube de gas podría evolucionar en un embrión estelar 10 veces más rápido de lo que se pensaba, señala el autor principal, Tao-Chung Ching, de los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia China de Ciencias.
Li dice que quiere estudiar otras nubes moleculares para ver si las lecciones de Lynds 1544 se aplican de manera más general. Esto podría hacerse con FAST o con conjuntos de radiotelescopios, como el Very Large Array, en Nuevo México, o el próximo Square Kilometre Array, en Sudáfrica y Australia.
El resultado muestra cómo la visión aguda y la exquisita sensibilidad de FAST "deberían conducir a grandes avances en todas las áreas de la radioastronomía, incluida la formación estelar"
Usando el trazador de efecto Zeeman detectado por FAST, los astrónomos podrían incluso medir la intensidad del campo magnético en los discos de acreción de gas y polvo alrededor de las estrellas recién nacidas. Eso ayudaría a comprender mejor las condiciones iniciales de la formación de planetas, apunta Patrick Hennebelle, astrofísico teórico de la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica.
Desde su apertura en 2016, FAST ha sido una fuerza importante en la búsqueda de estrellas giratorias y colapsadas conocidas como púlsares. El nuevo resultado muestra cómo su visión aguda y su exquisita sensibilidad "deberían conducir a grandes avances en todas las áreas de la radioastronomía, incluida la formación estelar", comenta Crutcher.
En abril de 2021, FAST se abrió oficialmente a los astrónomos de fuera de China. Li dice que recibió solicitudes de 16 países, y que entre el 10% y el 15% del tiempo de observación de la instalación se ha asignado a usuarios de fuera del país.
Fuente: Science.
