Anatomía del impacto de un chorro protoestelar en la Nebulosa de Orión


Un equipo internacional liderado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha descubierto, con un alto grado de detalle, los efectos físicos y químicos del impacto de un chorro protoestelar en el interior de la Nebulosa de Orión. El estudio se realizó utilizando observaciones con el Very Large Telescope (VLT) y 20 años de imágenes con el Telescopio Espacial Hubble (HST). Las observaciones muestran evidencia de compresión y calentamiento producidos por el frente de choque, y la destrucción de granos de polvo, que provocan un aumento dramático en la abundancia en fase gaseosa de los átomos de hierro, níquel y otros elementos pesados en la Nebulosa de Orión. Los resultados se publicaron recientemente en Astrophysical Journal.

El panel de la izquierda muestra la Nebulosa de Orión observada con el Telescopio Espacial Hubble, señalando el área alrededor de HH204. En el panel derecho, podemos ver en detalle la estructura del HH204 y de su aparente compañero, el HH203. En este panel, las imágenes del Telescopio Espacial Hubble tomadas durante 20 años y resaltadas artificialmente con diferentes colores muestran el avance de los chorros de gas a través de la Nebulosa de Orión. Crédito: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC).

La Nebulosa de Orión, uno de los objetos conocidos y más brillantes del cielo nocturno, es la región de formación estelar masiva más cercana a la Tierra, y tiene una estructura de gas compleja y extensa. Algunas de las estrellas recién nacidas en su interior emiten chorros de gas a alta velocidad que, cuando impactan sus alrededores, producen frentes de choque que comprimen y calientan el gas nebular. Estas zonas de impacto tienen forma de arco y se denominan objetos Herbig-Haro, en honor a sus descubridores, el astrónomo estadounidense George Herbig y el astrónomo mexicano Guillermo Haro.

Estos objetos se han observado previamente en muchas nebulosas oscuras, donde el gas frío es neutro y su principal fuente de energía es el calor generado por el choque. Sin embargo, los chorros de gas de la Nebulosa de Orión están inmersos en un gran campo de radiación producido por las estrellas más masivas del Trapecio de Orión, situado en el centro de la nebulosa. Debido a esta radiación, el gas dentro del frente de choque y también el gas comprimido después de su paso, está caliente e ionizado, lo que nos permite medir con precisión las condiciones físicas y la composición química del chorro.

La investigación llevada a cabo por un equipo de astrónomos en España, México y Estados Unidos, liderado por José Eduardo Méndez Delgado, estudiante de doctorado en el IAC y la Universidad de La Laguna (ULL), ha descubierto las complejas relaciones entre las abundancias iónicas. del gas y sus condiciones físicas en HH204, uno de los objetos Herbig-Haro más prominentes en la Nebulosa de Orión.

«Nuestro trabajo muestra que en el frente de choque de HH204, las abundancias de gas de elementos pesados como el hierro y el níquel aumentan hasta en un 350% en comparación con los valores que se encuentran habitualmente en la nebulosa de Orión, y esto nos permite determinar la proporción de otros elementos químicos con mayor precisión, lo que contribuye a un mejor conocimiento de la evolución química en el barrio solar ”, explica José Eduardo Méndez Delgado, primer autor del artículo.

Además del enriquecimiento de elementos pesados ​​en la fase gaseosa, hemos observado una zona de post-choque calentada que comprende una fracción muy pequeña del gas, y que nos permite comprender las diferentes capas de la estructura del objeto Herbig-Haro generado. por el impacto del frente de choque ”, dice César Esteban, investigador del IAC y coautor del artículo.

«El origen de HH204 parece estar asociado con una de las zonas más brillantes y ricas en formación de estrellas de la Nebulosa de Orión, las regiones llamadas Orión Sur, aunque hay muchas interacciones de gas que parecen alimentarlo desde varias direcciones». agrega William Henney, investigador del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México, y coautor del artículo.

«Gracias a las imágenes del Telescopio Espacial Hubble hemos demostrado que el HH204 se está propagando en un ángulo de 32 grados con el plano del cielo, lo que nos permite observar la compresión del gas transversalmente a medida que nos acercamos al frente de choque», señala. Karla Arellano Córdova, investigadora de la Universidad de Texas en Austin y coautora del artículo.

“Hemos visto que el impacto de estos objetos puede ser importante a la hora de determinar las condiciones físicas locales en nebulosas ionizadas. De hecho, si no tenemos en cuenta estos efectos podemos hacer determinaciones incorrectas de la composición química de las nebulosas ionizadas, que son técnicas fundamentales para comprender la evolución química del Universo ”, resume Jorge García Rojas, investigador del IAC y coautor del artículo.

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