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La formación de estrellas en el universo primitivo

Los astrónomos se han quedado perplejos al encontrar estrellas jóvenes en espiral en el centro de un cúmulo masivo de estrellas en la Pequeña Nube de Magallanes, una galaxia satélite de la Vía Láctea. El brazo exterior de la espiral en este enorme vivero estelar de forma extraña, llamado NGC 346, puede estar alimentando la formación estelar en un movimiento de gas y estrellas similar a un río. Esta es una forma eficiente de alimentar el nacimiento de estrellas, dicen los investigadores.

Un pequeño “Universo Primitivo”

La Pequeña Nube de Magallanes tiene una composición química más simple que la Vía Láctea, lo que la hace similar a las galaxias que se encuentran en el Universo más joven, cuando los elementos más pesados eran más escasos. Debido a esto, las estrellas en la Pequeña Nube de Magallanes se queman más calientes y, por lo tanto, se quedan sin combustible más rápido que en nuestra Vía Láctea. Aunque es un sustituto del universo primitivo, a 200 000 años luz de distancia, la Pequeña Nube de Magallanes es también uno de nuestros vecinos galácticos más cercanos.

Aprender cómo se forman las estrellas en la Pequeña Nube de Magallanes ofrece un nuevo giro sobre cómo una tormenta de fuego de nacimiento de estrellas puede haber ocurrido al principio de la historia del Universo, cuando estaba experimentando un “baby boom” unos dos o tres mil millones de años después del Big Bang (el Universo tiene ahora 13.800 millones de años).

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Observando la formación de las estrellas

Los nuevos resultados muestran que el proceso de formación estelar allí es similar al de nuestra propia Vía Láctea.

Con solo 150 años luz de diámetro, NGC 346 cuenta con una masa de 50 000 soles. Su intrigante forma y su rápida tasa de formación estelar han desconcertado a los astrónomos. Se necesitó el poder combinado del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA y el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral para desentrañar el comportamiento de este misterioso terreno de anidación estelar.

“Las estrellas son las máquinas que esculpen el Universo. No tendríamos vida sin estrellas, y sin embargo, no entendemos completamente cómo se forman”, explicó la líder del estudio, Elena Sabbi, del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore. “Tenemos varios modelos que hacen predicciones, y algunas de estas predicciones son contradictorias. Queremos determinar qué está regulando el proceso de formación estelar, porque estas son las leyes que necesitamos para entender también lo que vemos en el Universo primitivo”.


El movimiento de las estrellas

Los investigadores determinaron el movimiento de las estrellas en NGC 346 de dos maneras diferentes. Usando el Hubble, Sabbi y su equipo midieron los cambios en las posiciones de las estrellas durante 11 años. Las estrellas de esta región se mueven a una velocidad media de 3200 kilómetros por hora, lo que significa que en 11 años se mueven 320 mil millones de kilómetros. Esto es aproximadamente el doble de la distancia entre la Tierra y el Sol.

Pero este cúmulo está relativamente lejos, dentro de una galaxia vecina. Esto significa que el movimiento observado es muy pequeño y, por lo tanto, difícil de medir. Estas observaciones extraordinariamente precisas fueron posibles solo debido a la exquisita resolución y alta sensibilidad del Hubble. Además, la historia de tres décadas de observaciones del Hubble proporciona una línea de base para que los astrónomos sigan movimientos celestes diminutos a lo largo del tiempo.

El segundo equipo, dirigido por Peter Zeidler de AURA / STScI para la Agencia Espacial Europea, utilizó el instrumento Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) del VLT basado en tierra para medir la velocidad radial, que determina si un objeto se está acercando o retrocediendo de un observador.

Lo que fue realmente sorprendente es que utilizamos dos métodos completamente diferentes con diferentes instalaciones y básicamente llegamos a la misma conclusión de forma independiente”, dijo Zeidler. “Con el Hubble, puedes ver las estrellas, pero con MUSE también podemos ver el movimiento del gas en la tercera dimensión, y confirma la teoría de que todo está en espiral hacia adentro“.

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Pero, ¿por qué una espiral?

Una espiral es realmente la forma buena y natural de alimentar la formación de estrellas desde el exterior hacia el centro del cúmulo”, explicó Zeidler. “Es la forma más eficiente en que las estrellas y el gas que alimentan más formación estelar pueden moverse hacia el centro“.

La mitad de los datos del Hubble para este estudio de NGC 346 son de archivo. Las primeras observaciones fueron tomadas hace 11 años. Recientemente se repitieron para rastrear el movimiento de las estrellas a lo largo del tiempo. Dada la longevidad del telescopio, el archivo de datos del Hubble ahora contiene más de 32 años de datos astronómicos, lo que impulsa estudios a largo plazo sin precedentes.

El archivo del Hubble es realmente una mina de oro“, dijo Sabbi. “Hay tantas regiones interesantes de formación estelar que el Hubble ha observado a lo largo de los años. Dado que el Hubble está funcionando tan bien, en realidad podemos repetir estas observaciones. Esto realmente puede avanzar en nuestra comprensión de la formación estelar“.

Las observaciones con el Telescopio Espacial James Webb de la NASA / ESA / CSA deberían poder resolver estrellas de menor masa en el cúmulo, dando una visión más holística de la región. Durante la vida útil de Webb, los astrónomos podrán repetir este experimento y medir el movimiento de las estrellas de baja masa. Luego podrán comparar las estrellas de alta masa y las estrellas de baja masa para finalmente aprender el alcance completo de la dinámica de este vivero.

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Referencias: NASA, ESA, A. James (STScI)

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