Máseres de hidrógeno revelan nuevos secretos de una estrella masiva

Mientras usaban el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para estudiar los másers alrededor de la excéntrica estrella MWC 349A, los científicos descubrieron algo inesperado: un chorro de material nunca antes visto lanzado desde el disco de gas de la estrella a velocidades imposiblemente altas. Además, creen que el chorro es causado por fuertes fuerzas magnéticas que rodean a la estrella.

El descubrimiento podría ayudar a los investigadores a comprender la naturaleza y la evolución de las estrellas masivas y cómo se forman los máseres de hidrógeno en el espacio. Las nuevas observaciones se presentaron hoy (9 de enero) en una conferencia de prensa en la reunión 241 de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS) en Seattle, Washington.

Ubicado aproximadamente a 3.900 años luz de distancia de la Tierra en la constelación Cygnus, las características únicas de MWC 349A lo convierten en un punto de acceso para la investigación científica en longitudes de onda ópticas, infrarrojas y de radio. La estrella masiva, aproximadamente 30 veces la masa del sol, es una de las fuentes de radio más brillantes del cielo y uno de los pocos objetos que se sabe que tienen másers de hidrógeno. Estos másers amplifican las emisiones de radio de microondas, lo que facilita el estudio de procesos que normalmente son demasiado pequeños para ver. Es esta característica única la que permitió a los científicos mapear el disco de MWC 349A en detalle por primera vez.

“Un máser es como un láser natural”, dijo Sirina Prasad, asistente de investigación de pregrado en el Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA), y autor principal del artículo. “Es un área en el espacio exterior que emite un tipo de luz realmente brillante. Podemos ver esta luz y rastrearla hasta el lugar de donde vino, acercándonos un paso más a descubrir qué está pasando realmente”.

Aprovechando el poder de resolución de la Banda 6 de ALMA, desarrollada por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., el equipo pudo usar los másers para descubrir estructuras nunca antes vistas en el entorno inmediato de la estrella. Qizhou Zhang, astrofísico sénior de CfA e investigador principal del proyecto, agregó: “Utilizamos másers generados por hidrógeno para sondear las estructuras físicas y dinámicas en el gas que rodea al MWC 349A y revelamos un disco de gas aplanado con un diámetro de 50 au, aproximadamente del tamaño del Sistema Solar, lo que confirma la estructura de disco casi horizontal de la estrella. También encontramos un componente de chorro de movimiento rápido escondido dentro de los vientos que se alejan de la estrella”.

El chorro observado está expulsando material de la estrella a una velocidad vertiginosa de 500 km por segundo. Eso es como viajar la distancia entre San Diego, California y Phoenix, Arizona, literalmente en un abrir y cerrar de ojos. Según los investigadores, es probable que un chorro que se mueve tan rápido esté siendo lanzado por una fuerza magnética. En el caso de MWC 349A, esa fuerza podría ser un viento magnetohidrodinámico, un tipo de viento cuyo movimiento está dictado por la interacción entre el campo magnético de la estrella y los gases presentes en su disco circundante.

“Nuestra comprensión previa de MWC 349A era que la estrella estaba rodeada por un disco giratorio y un viento que se evaporaba por foto. Aún no se había visto en este sistema una fuerte evidencia de un chorro colimado adicional. Aunque todavía no sabemos con certeza dónde proviene o cómo se hace, podría ser que un viento magnetohidrodinámico esté produciendo el chorro, en cuyo caso el campo magnético es responsable de lanzar material giratorio desde el sistema”, dijo Prasad. “Esto podría ayudarnos a comprender mejor la dinámica disco-viento de MWC 349A y la interacción entre discos circunestelares, vientos y chorros en otros sistemas estelares”.

Con información de NRAO