Primera simulación de nube gigante de formación estelar


Podría decirse que la formación estelar es el proceso más importante del universo. A lo largo de su vida, y luego con su muerte, las estrellas producen todos los elementos químicos excepto hidrógeno y helio (producidos en el Big Bang). En su juventud, las estrellas alimentan el nacimiento de planetas y cuerpos más pequeños, y su desaparición da como resultado supernovas, cuerpos súper densos como agujeros negros, estrellas de neutrones o enanas blancas y nebulosas.

Las estrellas irradian su copiosa energía hacia el cosmos en longitudes de onda de todo el espectro, calentando las superficies de los planetas, facilitando la química interestelar e iluminando las galaxias en todas las épocas cósmicas. La formación de estrellas, al determinar las ubicaciones, abundancias y masas relativas de las estrellas, regula la paleta del cielo y su arcoíris de atributos.

Una imagen en falso color de la formación de estrellas en la nube molecular gigante Rho Ophicucus vista en el infrarrojo por Wide-field Infrared Survey Explorer; el campo de visión abarca unos 14 años luz. La formación de estrellas es un proceso intrincado que involucra muchos efectos físicos que trabajan juntos en una amplia gama de distancias y escalas temporales. Los astrónomos han desarrollado con éxito la primera simulación de una nube molecular gigante que rastrea la formación de estrellas individuales durante unos ocho millones de años y en múltiples escalas. Incluye mecanismos de retroalimentación como chorros, radiación, vientos y supernovas, y se basa en códigos anteriores que incluían la gravedad, los campos magnéticos y la turbulencia. Crédito: NASA, JPL-Caltech, WISE

Las estrellas en el universo se forman, al menos en nuestra época actual, cuando las nubes masivas con gas molecular colapsan por la gravedad. Pero en la Vía Láctea este proceso es muy ineficiente; solo alrededor del 1% del material disponible termina en una estrella. Los astrónomos creen que una de las razones es que los núcleos de formación estelar no pueden desarrollarse debido a la presión externa de los movimientos turbulentos del gas supersónico (es decir, el gas que se mueve más rápido que la velocidad del sonido) y a las salidas de supernovas, vientos o chorros producidos por una generación anterior. de estrellas Al menos esta es la imagen de las estrellas de baja masa.

Las observaciones de estrellas masivas jóvenes, sin embargo, a veces sugieren la conclusión opuesta, que las estrellas de gran masa se forman precisamente donde la turbulencia de gas inhibe el desarrollo de estrellas de baja masa hasta que se acumula suficiente masa para que nazcan estrellas masivas. Los muchos procesos físicos complejos y entretejidos involucrados dejan muchos enigmas, incluyendo por qué las estrellas se forman con baja eficiencia, por qué tienen las masas particulares que tienen, por qué y cómo se forman en cúmulos, y por qué algunas están en múltiples sistemas mientras que otras no. .

Las simulaciones por computadora pueden proporcionar información fundamental sobre estas preguntas. Los astrónomos han estado trabajando durante décadas refinando sus códigos y comparándolos con las observaciones. La tarea es desalentadora: no solo hay muchos procesos físicos diferentes en funcionamiento, sino que se afectan entre sí, mientras que los pasos críticos ocurren en escalas espaciales desde cientos de años luz hasta la vecindad inmediata de la estrella embrionaria, y escalas de tiempo desde millones de años hasta días. Una simulación realista de la formación de estrellas debe explicar con precisión todo esto.

La astrónoma de CfA Anna Rosen y sus colegas han desarrollado la primera simulación de una nube molecular gigante que sigue la formación de estrellas individuales y su retroalimentación de chorros, radiación, vientos y supernovas. Se basa en sus códigos anteriores que incluían la gravedad, los campos magnéticos y la turbulencia, pero que dieron eficiencias de formación de estrellas increíblemente altas y produjeron un exceso de estrellas masivas.

La nueva simulación numérica rastrea la formación de estrellas en una nube durante unos 8 millones de años, utilizando unos 160 millones de pasos, algunos separados por tiempos de sólo un día. Elude los defectos de los códigos anteriores pero conserva la coherencia general con sus resultados más precisos. También llega a conclusiones significativas, entre ellas que los chorros protoestelares son una fuente dominante de retroalimentación que inhibe el nacimiento estelar: la retroalimentación de las supernovas ocurre demasiado tarde en el ciclo de nacimiento para interrumpir seriamente el desarrollo de otras estrellas en la guardería.

Publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, este logro histórico es la primera simulación numérica de cualquier tipo para modelar la formación de un cúmulo estelar mientras se rastrea la formación, acumulación, movimiento, evolución y retroalimentación de estrellas y protoestrellas individuales, con retroalimentación. de todos los canales principales: chorros protoestelares, vientos estelares, radiación estelar y supernovas de colapso del núcleo.

Deja una respuesta

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Salir /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Salir /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Salir /  Cambiar )

Conectando a %s

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.