Tira y afloja cósmico: la gravedad modifica los campos magnéticos en los cúmulos estelares

Astrónomos han captado la imagen más nítida hasta la fecha del nacimiento de las estrellas masivas, revelando una interacción drástica entre la gravedad y los campos magnéticos en algunas de las regiones de formación estelar más dinámicas de nuestra galaxia. Un equipo dirigido por el Dr. Qizhou Zhang, del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian, utilizó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para realizar el estudio más grande y detallado hasta la fecha de los campos magnéticos en 17 regiones donde se forman cúmulos de estrellas masivas.

Estas observaciones, que alcanzan tan solo unos pocos miles de unidades astronómicas (aproximadamente 10 veces la distancia del Sol a Plutón), ofrecen la primera visión estadística de cómo las fuerzas invisibles del magnetismo y la gravedad interactúan y dan forma a la formación de estrellas en las profundidades de las nubes moleculares gigantes.

El trabajo se publica en The Astrophysical Journal.

La formación estelar requiere que el gas en el espacio se compacte a densidades diez billones de veces superiores a las que se encuentran típicamente en las nubes interestelares. Pero este colapso épico no se debe únicamente a la gravedad: tanto los campos magnéticos como la turbulencia ejercen presión, resistiendo la atracción. Durante décadas, los astrónomos han debatido qué fuerza predomina a medida que las nubes de gas se contraen y las estrellas se encienden.

Nuevas observaciones de ALMA realizadas por el equipo de Zhang han proporcionado respuestas cruciales. Al medir cómo cambian las direcciones de los campos magnéticos a diferentes distancias de las protoestrellas jóvenes, los investigadores descubrieron que, a medida que el gas se vuelve más denso, la gravedad empieza a ganar este tira y afloja cósmico. Los campos magnéticos, que inicialmente resisten principalmente la gravedad, se alinean gradualmente con el gas que cae, lo que muestra una clara señal de que la gravedad se convierte en la fuerza principal que moldea la nube en colapso.

Este estudio marca la primera vez que los astrónomos han trazado estadísticamente cómo se comportan los campos magnéticos cuando la gravedad atrae hacia adentro una nube de formación estelar con mediciones precisas, en miles de unidades astronómicas, en una amplia muestra de regiones de formación de cúmulos masivos. Los hallazgos revelaron un patrón sorprendente: las orientaciones de los campos magnéticos no ocurren aleatoriamente. En cambio, muestran dos preferencias: a veces se alinean con la dirección de la gravedad, o a veces son perpendiculares, lo que evidencia una relación compleja y en evolución entre estas dos fuerzas cósmicas.

«Gracias a la extraordinaria sensibilidad y resolución de ALMA, ahora podemos explorar estos lugares de nacimiento cósmicos con un detalle sin precedentes», afirmó Zhang. «Observamos que la gravedad reorienta el campo magnético a medida que las nubes colapsan, lo que ofrece nuevas pistas sobre cómo las estrellas masivas, y los cúmulos que habitan, emergen del medio interestelar».

Comprender cómo se forman las estrellas es fundamental para casi todos los campos de la astronomía, y lo define todo, desde el origen de nuestro Sol hasta la evolución de las galaxias. Este trabajo no solo resuelve antiguos debates sobre la importancia relativa de los campos magnéticos y la gravedad en la formación de estrellas masivas, sino que también proporciona a los científicos nuevas y poderosas herramientas para probar y refinar las teorías sobre los ciclos de vida de las estrellas, los planetas y las nubes cósmicas.

Al ser el mayor estudio polarimétrico de ALMA de su tipo, este proyecto establece un nuevo estándar para comprender los componentes visibles e invisibles de nuestra galaxia. Los resultados revelan que, si bien los campos magnéticos dan forma a las nubes formadoras de estrellas, la gravedad es en última instancia la que lidera el nacimiento de las estrellas más masivas, un descubrimiento que fue posible gracias a la tecnología de vanguardia de ALMA.

Con información de The Astrophysical Journal