La formación de estrellas dentro de las nubes interestelares de gas y polvo, las llamadas nubes moleculares, avanza muy rápido pero muy "ineficientemente". La mayor parte del gas se dispersa por la radiación estelar, revelando que las galaxias son sistemas altamente dinámicos, como "calderos cósmicos,"que consta de componentes que cambian constantemente su apariencia. Basado en nuevas observaciones de la galaxia espiral NGC 300, un equipo de científicos dirigido por el astrofísico Dr. Diederik Kruijssen de la Universidad de Heidelberg ha logrado por primera vez reconstruir la evolución temporal de las nubes molecularesy el proceso de formación de estrellas dentro de ellos. Su análisis muestra que estas nubes son estructuras de corta duración que experimentan ciclos de vida rápidos, impulsados por la intensa radiación de las estrellas recién nacidas. Los hallazgos fueron publicados en Naturaleza .
La intensidad observada de la formación de estrellas en la galaxia espiral NGC 300 se puede explicar de dos maneras. Las nubes moleculares pueden ser muy longevas y eventualmente convertir toda su masa en estrellas. En este caso, las posiciones de las estrellas jóvenes generalmente deberíancoinciden con las de las nubes moleculares de las que se formaron. Alternativamente, las estrellas pueden formarse muy rápidamente dentro de las nubes moleculares y dispersar el gas con su radiación intensa, haciendo que solo una pequeña fracción del gas se convierta en estrellas. En este caso, estrellas jóvenesy las nubes moleculares generalmente deberían residir en diferentes lugares.
Para decidir cuál de estos modelos del ciclo de vida de la nube molecular es correcto, el Dr. Kruijssen y su equipo combinaron dos conjuntos diferentes de observaciones de la galaxia NGC 300, que está a unos seis millones de años luz de la Vía Láctea. La primera observación esun mapa de luz emitida por monóxido de carbono que muestra dónde residen las nubes moleculares. El segundo es un mapa de hidrógeno ionizado caliente que marca las posiciones de las estrellas masivas recién formadas. Estos mapas se obtuvieron utilizando el Atacama Large Millimeter Array ALMA deel Observatorio Europeo Austral ESO y el telescopio de 2.2 metros de la Sociedad Max Planck y ESO Las observaciones de ALMA fueron realizadas por el Dr. Andreas Schruba, científico del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching y uno de los coautoresdel estudio. Los científicos analizaron los datos utilizando un nuevo método estadístico que determina cómo se relacionan el gas molecular y la formación de estrellas en las galaxias en diferentes escalas espaciales. Por primera vez,Este método permite cuantificar con precisión las posiciones de las nubes moleculares y las estrellas jóvenes.
Según los científicos, los resultados no dejaron dudas: las posiciones de las nubes moleculares y las estrellas jóvenes y masivas rara vez coinciden. Este efecto se vuelve más fuerte en escalas más pequeñas. Los científicos concluyen que las estrellas se forman muy rápidamente, de modo que el gas y las estrellas jóvenes representandistintas fases posteriores en el ciclo de vida de las nubes moleculares. "Nuestros hallazgos demuestran que la formación de estrellas se desarrolla de manera muy rápida y altamente ineficiente", explica el Dr. Kruijssen, líder del grupo de investigación en el Instituto de Computación Astronómica. "Las nubes moleculares en NGC 300 viven alrededor de diezmillones de años y tomar solo alrededor de 1,5 millones de años para ser destruidos, mucho antes de que las estrellas más masivas hayan llegado al final de sus vidas y exploten como supernovas ". La Dra. Mélanie Chevance, investigadora de su equipo y también coautora del artículo,agrega: "La intensa radiación de estrellas jóvenes dispersa su nube molecular madre calentándola y dispersándola en forma de burbujas de gas interestelar calientes. De esta manera, solo tdos por ciento de la masa en nubes moleculares se convierte en estrellas "
El equipo de investigadores ahora quiere aplicar su nuevo método estadístico a las observaciones de galaxias muy distantes para inferir cómo la formación de estrellas en las nubes moleculares procedió a lo largo de la historia del Universo. "Ahora procederemos a investigar la relación entre las nubes moleculares y los jóvenesestrellas en galaxias en todo el cosmos. En el futuro cercano, esto nos permitirá entender las galaxias como colecciones de componentes que se someten a ciclos de vida impulsados por la formación de estrellas y juntos dan forma a la apariencia de sus galaxias anfitrionas ", explica el Dr. Kruijssen.
La investigación se realizó en colaboración con investigadores del Reino Unido, los Estados Unidos y los Países Bajos. El trabajo fue financiado por la Fundación Alemana de Investigación DFG y el Consejo Europeo de Investigación ERC.
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Materiales proporcionado por Universidad de Heidelberg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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