Astrónomos descubren un extraño objeto en espiral que gira alrededor del centro de la Vía Láctea
Datos de observaciones con el telescopio ALMA han
permitido descubrir un disco protoestelar masivo en el centro de nuestra
galaxia y determinar cómo se formaron sus brazos espirales.
La investigación del Shanghai Astronomical
Observatory (SHAO) muestra que este disco fue perturbado por el encuentro con
un objeto cercano, lo que llevó a la formación de los brazos espirales.Este
hallazgo demuestra que la formación de estrellas masivas puede ser similar a la
de estrellas de menor masa, a través de discos de acreción y sobrevuelos. Los
resultados fueron publicados en Nature Astronomy.
Durante la formación de estrellas, surgen discos de
acreción alrededor de estrellas recién nacidas. Estos discos de acreción,
también conocidos como “discos protoestelares”, son un componente esencial en
la formación estelar. Los discos de acreción alimentan continuamente gas a las
protoestrellas desde el medio ambiente. En este sentido, son cunas estelares
donde nacen y se crían las estrellas.
Sin embargo, para las protoestrellas masivas,
especialmente las tempranas de tipo O de más de 30 masas solares, el papel de
los discos de acreción en su formación no ha sido claro.
A una distancia de unos 26.000 años luz de la
Tierra, el Centro Galáctico es un entorno de formación de estrellas único e
importante. Además del agujero negro supermasivo Sgr A estrella, el Centro
Galáctico contiene una enorme reserva de gas molecular denso, principalmente en
forma de hidrógeno molecular (H2), que es la materia prima para la formación de
estrellas. El gas comienza a formar estrellas una vez que se inicia el colapso
gravitatorio.
Sin embargo, el ambiente en el Centro Galáctico es
único, con fuertes turbulencias y fuertes campos magnéticos, así como fuerzas
de marea de Sgr A estrella, todo lo cual afecta sustancialmente la formación
estelar en esta región.
Dado que la distancia entre el Centro Galáctico y la
Tierra es enorme y existen contaminaciones de primer plano complicadas, las
observaciones directas de las regiones de formación de estrellas alrededor del
Centro Galáctico han sido un desafío.
El equipo de investigación dirigido por el Dr. LU
Xing utilizó las observaciones de línea de base larga de ALMA para lograr una
resolución de 40 milisegundos de arco.
Con estas observaciones de ALMA de alta resolución y
alta sensibilidad, los investigadores descubrieron un disco de acreción en el
Centro Galáctico. El disco tiene un diámetro de unas 4.000 unidades
astronómicas y rodea una estrella temprana de tipo O en formación con una masa
de unas 32 veces la del Sol. Este sistema se encuentra entre las protoestrellas
más masivas con discos de acreción y representa la primera imagen directa de un
disco protoestelar en el Centro Galáctico.
El descubrimiento sugiere que las estrellas masivas
de tipo O temprano pasan por una fase de formación que involucra discos de
acreción, y esta conclusión es válida para el entorno único del Centro
Galáctico.
Lo que es más interesante es que el disco muestra
claramente dos brazos en espiral. Dichos brazos se encuentran a menudo en las
galaxias espirales, pero rara vez se ven en los discos protoestelares. En general,
los brazos espirales emergen en los discos de acreción debido a la
fragmentación inducida por la inestabilidad gravitatoria. Sin embargo, el disco
descubierto en esta investigación es caliente y turbulento, lo que le permite
equilibrar su propia gravedad.
Al tratar de explicar este fenómeno, los
investigadores propusieron una explicación alternativa: que las espirales
fueron inducidas por una perturbación externa. Los investigadores propusieron
esta explicación después de detectar un objeto de unas tres masas solares,
posiblemente la fuente de la perturbación externa, a varios miles de unidades
astronómicas del disco.
Para verificar esta proposición, los investigadores
calcularon varias docenas de posibles órbitas de este objeto. Descubrieron que
solo una de estas órbitas podía perturbar el disco al nivel observado.
Posteriormente, llevaron a cabo una simulación numérica en la plataforma de
supercomputación de alto rendimiento del Observatorio Astronómico de Shanghái
para rastrear la trayectoria del objeto intruso. Los científicos pudieron
reproducir con éxito toda la historia del objeto que volaba por el disco hace
más de 10.000 años, cuando habría agitado espirales en el disco.
“La buena coincidencia entre los cálculos
analíticos, la simulación numérica y las observaciones de ALMA proporciona
evidencia sólida de que los brazos espirales en el disco son reliquias del
sobrevuelo del objeto intruso”, dijo el Dr. LU.
Curiosamente, los sobrevuelos también pueden haber
ocurrido en nuestro propio sistema solar: un sistema estelar binario conocido
como la estrella de Scholz voló por el sistema solar hace unos 70,000 años,
probablemente penetrando a través de la nube de Oort y enviando cometas al
sistema solar interior.
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