El JWST sigue revolucionando la astronomía: ahora muestra el nacimiento de una Estrella.
El Telescopio revela detalles de protoestrellas jóvenes, como L1527, y sus entornos, ayudando a entender la formación estelar, los campos magnéticos, y la posible contribución de compuestos orgánicos a la vida.
Dondequiera que el Telescopio Espacial James Webb (JWST) mire en el vasto cosmos, la materia y la energía interactúan en exhibiciones espectaculares revelando más detalles que cualquier otro telescopio, gracias a que puede ver a través del denso gas y polvo que oculta muchos objetos celestiales.
En una nueva imagen, el JWST ha detectado una protoestrella joven de aproximadamente 100,000 años de antigüedad. Esta estrella, conocida como L1527, se encuentra aún en sus primeras etapas de formación y está enclavada en la nube molecular que fue la que la generó.
Una de las razones principales por las que la NASA, en colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA), construyó el JWST fue precisamente para observar estos fenómenos.
La imagen en cuestión fue captada utilizando el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) del JWST. Donde se muestra que la joven protoestrella sigue creciendo, acumulando masa del disco protoplanetario que la rodea. Este disco, es crucial para el desarrollo de la estrella, ya que proporciona el material necesario para su crecimiento.
This image of L1527 was taken by #NASAWebb in mid-infrared. The protostar in this image is tiny. It resides in the red center at less than a pixel in size, but the white areas above and below it show just how much dust it stirs as it develops: https://t.co/n4iNJydW1t pic.twitter.com/N4EyHc11uq
— Space Telescope Science Institute (@SpaceTelescope) July 2, 2024
Protoestrellas y guarderías estelares
La protoestrella no es una estrella de secuencia principal, lo que significa que no está experimentando la fusión nuclear como lo hace el Sol. Aunque puede haber una pequeña cantidad de fusión de deuterio en su núcleo, la protoestrella genera energía de una manera diferente.
A medida que la gravedad de la protoestrella atrae material hacia ella, éste se comprime y se calienta. La energía adicional proviene de las ondas de choque generadas por el material entrante que choca con el gas existente. La cual ilumina la protoestrella y sus alrededores dentro de la gigantesca nube molecular que la generó.
Conforme las protoestrellas jóvenes acumulan masa, generan potentes campos magnéticos. Estos campos, combinados con la rotación de la estrella, alejan parte de la materia de la protoestrella.
Así, a medida que una protoestrella adquiere masa, también expulsa parte de ella al espacio en espectaculares chorros con forma de reloj de arena que emergen de los polos de la estrella. Estos chorros crean arcos de choque visibles en la materia circundante, formando estructuras filamentosas.
Un indicio para entender la vida
En el entorno de la estrella L1527 se encuentran hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), compuestos orgánicos abundantes en todo el Universo que podrían haber contribuido a la aparición de la vida. En la imagen captada por el JWST, estos compuestos brillan de color azul, incluso en las estructuras filamentosas.
La región roja en el centro de la imagen es una gruesa capa de gas y polvo que rodea a la joven estrella, iluminada por su energía. La región blanca entre el rojo y el azul es una mezcla de materiales, incluyendo más hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), así como gases ionizados como el neón y otros hidrocarburos.
Esta interacción de materia y energía es transitoria. Las potentes emanaciones de la protoestrella limpiarán gran parte del gas y el polvo de sus alrededores, conservando su disco protoplanetario. Y se convertirá en una estrella de secuencia principal, fácilmente visible sin su velo de gas y polvo.
El estudio de estos hidrocarburos y otros compuestos en el entorno de L1527 nos proporciona información valiosa sobre los ingredientes químicos que podrían haber jugado un papel en la formación de la vida en el Universo. Abriendo nuevas posibilidades para la astrobiología y la búsqueda de vida en otros sistemas estelares.
El orden después del caos
Existen muchas preguntas sin respuesta sobre la formación de protoestrellas. Por ejemplo, los astrofísicos aún no saben con exactitud cómo y cuándo se desencadena la fusión nuclear que convierte a una protoestrella en una estrella de secuencia principal.
Aunque los astrónomos saben que existen poderosos campos magnéticos alrededor de las protoestrellas, no comprenden completamente cómo se forman estos campos ni qué papel juegan en el colapso y la rotación de la estrella.
El JWST ha logrado algunos avances en esta área. Recientemente, confirmó que los chorros de material expulsados por las estrellas jóvenes están alineados debido a la rotación de la estrella y a sus campos magnéticos, algo que la teoría había sugerido pero que no se había confirmado mediante observaciones hasta ahora.
También hay incertidumbres sobre cómo se forman las estrellas binarias. Se forman de la misma manera que las estrellas solitarias? ¿Por qué hay tantas estrellas binarias en el universo?
Preguntas sin respuesta…
Los procesos involucrados juegan un papel importante en la formación de sistemas planetarios. Los chorros y los campos magnéticos pueden influir en la distribución del material en el disco protoplanetario, afectando la formación de planetas y otros cuerpos celestes.
El estudio de estos fenómenos proporciona información sobre la formación de sistemas planetarios y sobre los orígenes de la vida en el Universo. Con cada nueva observación, el JWST nos acerca un paso más a desentrañar los misterios del cosmos.
La naturaleza exacta de los fenómenos que desencadenan la formación de estrellas sigue siendo un misterio. Las ondas de choque de las supernovas pueden desencadenar el nacimiento de estrellas, pero ¿qué ocurre en otros casos? ¿Es solo una cuestión de densidad del gas y el polvo?
Las respuestas a estas preguntas llegarán de manera gradual. Gracias a la capacidad del JWST para observar con gran detalle las estrellas jóvenes y las nubes de gas y polvo que las rodean, el telescopio está avanzando en nuestra comprensión de estos procesos astronómicos, una imagen a la vez.