enero 29, 2022

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ladrillos cósmicos con burbuja | Sociedad Max Planck

Misteriosa nube cerca del centro galáctico puede ser más rica en estrellas jóvenes de lo que se pensaba

Un grupo de investigación dirigido por el Instituto Max Planck de Astronomía ha encontrado evidencia de un cúmulo de estrellas jóvenes en una nube conocida como Ladrillo. Esta nube cerca del centro galáctico ha parecido hasta ahora inusualmente silenciosa en términos de formación estelar. El nuevo descubrimiento es el resultado de una estructura parcial arqueada, cuyas características corresponden a una estructura en expansión. Los autores lo relacionan con una burbuja de gas caliente creada por los vientos de una estrella joven y masiva. Dado que las estrellas masivas rara vez se forman de forma aislada, la burbuja puede indicar la presencia de un cúmulo de estrellas jóvenes que abarca varios cientos de masas solares.

La imagen es una composición tricolor de CMZ que resalta algunas de sus características más distintivas. Las interpretaciones explican la ubicación de algunos de los cúmulos de estrellas más masivos de la Vía Láctea, como el Cúmulo de Estrellas Nucleares (NSC), los arcos y el pentagrama. El “ladrillo” es una nube oscura clara que absorbe la luz y aparece como una silueta sobre un fondo claro.

© Henshaw / MPIA

Las estrellas se forman dentro de regiones densas en nubes de gas y polvo. En general, si la nube es lo suficientemente densa, en algún momento aparecerán estrellas. Sin embargo, esta regla general no parece aplicarse por completo al área alrededor del centro de la Vía Láctea. Zona Molecular Central (CMZ, inglés para región molecular central), un complejo de gas de 1.000 a 2.000 años luz de diámetro alrededor del centro galáctico, que contiene algunas de las nubes de gas más densas y grandes conocidas de la Vía Láctea. Aparte de unos pocos cúmulos de estrellas excepcionalmente masivos, muchas de estas nubes muestran sorprendentemente poca evidencia de una actividad de formación estelar generalizada.

Para investigar esta aparente discrepancia, un equipo dirigido por Jonathan Henshaw del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA) en Heidelberg examinó una de las nubes más misteriosas de la CMZ: el llamado “ladrillo”. Es famoso por su alta densidad y masa equivalente a unos 100.000 soles. Sin embargo, parece producir relativamente pocas estrellas.

“Al examinar el movimiento del gas en los ladrillos, destaca un componente en particular”, dice Henshaw. Es el autor principal del artículo principal, que aparece en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society ha sido publicado. “Esta infraestructura, que se limita a un rango de velocidades estrecho, es como un arco en forma de media luna”, agrega el investigador.

El arco (línea negra oscura) es una estructura parcial en forma de media luna de un “ladrillo”, que es una nube densa y masiva de gas y polvo dentro de la región molecular central. El origen probable del arco es una envoltura que se extiende alrededor de una burbuja de gas caliente. Los vientos de la estrella supuestamente masiva están impulsando la expansión de esta burbuja.

© Foto: Henshaw / MPIA

Estos arcos se han descubierto en regiones de formación de estrellas masivas y pueden representar material que se lleva la envoltura de gas en expansión. Las estrellas masivas dan energía e impulso a su entorno, que actúa como una fuerza impulsora para la expansión. Sobre la base de esta suposición, el grupo de investigación determinó que el diámetro de la envoltura es de 8,5 años luz y una velocidad de expansión de unos cinco kilómetros por segundo. Al rastrear este movimiento hasta su origen, los astrónomos han fechado el comienzo de la expansión hace unos cientos de miles de años. A la luz de las escalas de tiempo típicas de los fenómenos cósmicos, esto es solo un abrir y cerrar de ojos.

Curiosamente, Jonathan Henshaw y sus colegas también encontraron que las emisiones de gases ionizados coincidían con la cavidad dentro del arco. Este gas, que fue detectado por emisión de radio, tiene una velocidad que coincide con el movimiento del arco, lo que indica una relación directa entre los gases moleculares ionizados calientes y fríos.

“Examinamos varios escenarios potenciales para la expansión de la envoltura que forma el arco”, continúa Henshaw, “cuando comparamos las predicciones teóricas con nuestras observaciones, encontramos que los vientos provenientes de una estrella equivalen a unas 20 veces la masa del Sol. es probable que sea el mecanismo dominante “.

En general, la explicación más probable hasta ahora del origen del arco es la idea de una burbuja de gas caliente en expansión empujada por el viento desde una estrella masiva que se formó dentro de los ladrillos. Este resultado pone a los ladrillos aparentemente inertes bajo una luz completamente nueva. Las estrellas masivas rara vez surgen de forma aislada. Por lo general, es un signo de todo un grupo de estrellas jóvenes de diferentes masas. Si este es el caso con el módulo de compilación, es posible que esté más activo de lo que se suponía anteriormente.

Para estimar la masa del supuesto grupo de estrellas, los astrónomos simularon 10.000 cúmulos de estrellas. El análisis estadístico de aquellos cúmulos en los que las estrellas más grandes tienen una masa de 16 a 20 veces la masa del Sol indica un rango de masas de entre 400 y 700 masas solares. Los autores del artículo de investigación principal también demostraron que con las herramientas disponibles actualmente, tales cúmulos podrían ocultarse fácilmente en la mezcla de muchas estrellas observadas hacia el centro galáctico y por el gas y el polvo que interfieren en estas estrellas.

Para conocer mejor las estrellas dentro de los ladrillos, los astrónomos esperan adquirir el telescopio espacial James Webb, que está programado para ser lanzado al espacio en 2021. Sus resultados te ayudarán a identificar los cúmulos de estrellas en los ladrillos y posiblemente encontrar el motivo de la formación del arco.

Información básica

El equipo está formado por JD Henshaw (Instituto Max Planck de Astronomía, Heidelberg, Alemania [MPIA]), M.R. Krumholz (MPIA; Universidad Nacional de Australia, Canberra, Australia; Centro ARC de Excelencia para la Astronomía en Tres Dimensiones, Canberra, Australia; ZAH, Universidad de Heidelberg, Alemania), NU Butterfield (Universidad de Villanova, EE. UU.), C. Instituto de Estudios Avanzados de Dublín, Irlanda), Prof. Ginsburg (Universidad de Florida, Gainesville, EE. UU.) [UFL]), TJ Haworth (Universidad Queen Mary de Londres, Reino Unido), F.Nogueras-Lara (MPIA), AT Barnes (Universität Bonn, Alemania), SN Longmore (Universidad de Liverpool John Moores, Reino Unido), J. Bally (Universidad de Colorado, EE. UU.), JMD Kruijssen (ARI, Universität Heidelberg, Deutschland), EAC Mills (Universidad de Kansas, Lawrence, EE. UU.), H. Beuther (MPIA), DL Walker (Universidad de Connecticut, Storrs, EE. UU.) [UCONN]), C. Battersby (UCONN), A. Bulatek (UFL), T. Henning (MPIA) y J. Ott (Observatorio Nacional de Radioastronomía, Socorro, EE. UU.; Instituto de Minería y Tecnología de Nuevo México, Socorro, EE. UU.) y JD Soler (MPIA; Instituto de Astrofísica y Ciencias Planetarias, Instituto Nacional de Astrofísica, Roma, Italia).

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