Detectados (ALMA) numerosos discos protoplanetarios en el centro galáctico

Fuente UNIVERSITY OF COLOGNE

Utilizando nuevas observaciones con el conjunto de telescopios ALMA en Chile, investigadores han compilado el mapa más preciso hasta la fecha de tres regiones de la Zona Molecular Central de la Vía Láctea, proporcionando información valiosa sobre cómo las estrellas de esa región / publicación en ‘Astronomy & Astrophysics’

Durante décadas, los astrónomos han descubierto cientos de discos protoplanetarios, estructuras que se cree representan las etapas iniciales de nuestro sistema solar. Sin embargo, la mayoría de estos descubrimientos se encuentran en nuestro entorno, lo que podría no reflejar las condiciones extremas presentes en otras partes de la Vía Láctea. Entre las regiones más dinámicas y turbulentas se encuentra la Zona Molecular Central (ZMC), cerca del Centro Galáctico de la Vía Láctea, donde la alta presión y densidad pueden influir en la formación de estrellas y planetas de maneras fundamentalmente diferentes. El estudio de los sistemas protoplanetarios en la ZMC ofrece una oportunidad excepcional para probar y refinar nuestras teorías sobre la formación del sistema solar.

Un equipo internacional de investigadores del Instituto Kavli de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Pekín (KIAA, PKU), el Observatorio Astronómico de Shanghái (SHAO) y el Instituto de Astrofísica de la Universidad de Colonia (UoC), junto con varias instituciones colaboradoras, ha realizado el estudio más sensible, de mayor resolución y más completo hasta la fecha de tres nubes moleculares representativas en la ZMC de la Vía Láctea. Sus observaciones revelaron más de quinientos núcleos densos, los sitios donde se forman las estrellas. Los resultados se han publicado en la revista Astronomy & Astrophysics bajo el título «Exploración unificada de doble banda de tres nubes de la Zona Molecular Central (DUET). Censo de fuentes del continuo en toda la nube con bajos índices espectrales».

Detectar estos sistemas en la CMZ es un desafío excepcional. Estas regiones son distantes, tenues y están profundamente enterradas en gruesas capas de polvo interestelar. Para superar estos obstáculos, el equipo utilizó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en el desierto chileno de Atacama, un telescopio interferométrico que combina señales de antenas distribuidas a lo largo de varios kilómetros para lograr una resolución angular extraordinaria. «Esto nos permite resolver estructuras tan pequeñas como mil unidades astronómicas, incluso a distancias de la CMZ de aproximadamente 17 000 millones de UA», afirmó el profesor Xing Lu, investigador del Observatorio Astronómico de Shanghái e investigador principal del proyecto de observación ALMA.

Al reconfigurar el conjunto y observar a múltiples frecuencias, el equipo realizó observaciones de doble banda, capturando dos longitudes de onda diferentes con la misma resolución espacial. Así como la visión humana se basa en el contraste de color para interpretar el mundo, las imágenes de doble banda proporcionan información espectral crucial sobre la temperatura, las propiedades del polvo y la estructura de estos sistemas remotos.

Para su sorpresa, los investigadores descubrieron que más del setenta por ciento de los núcleos densos aparecían significativamente más rojos de lo esperado. Tras descartar cuidadosamente el sesgo observacional y otras posibles explicaciones, propusieron dos escenarios principales, ambos sugiriendo la presencia generalizada de discos protoplanetarios.

«Nos sorprendió ver estos ‘pequeños puntos rojos’ atravesar las nubes moleculares», declaró el primer autor Fengwei Xu, quien actualmente investiga en el Instituto de Astrofísica de la Universidad de Colonia en el contexto de su trabajo doctoral. «Nos revelan la naturaleza oculta de los núcleos densos de formación estelar».

Una posible explicación es que estos núcleos no son esferas transparentes y homogéneas como se creía anteriormente. En cambio, podrían contener estructuras más pequeñas y ópticamente gruesas —posiblemente discos protoplanetarios— cuya autoabsorción a longitudes de onda más cortas provoca el enrojecimiento observado. «Esto desafía nuestra suposición original de núcleos densos canónicos», afirmó el profesor Ke Wang, supervisor del doctorado de Fengwei Xu en el Instituto Kavli.

Otra posibilidad implica el crecimiento de granos de polvo dentro de estos sistemas. «En el medio interestelar difuso, los granos de polvo suelen tener un tamaño de tan solo unas pocas micras», explicó el profesor Hauyu Baobab Liu, del Departamento de Física de la Universidad Nacional Sun Yat-sen, quien dirigió el modelado de transferencia radiativa en el estudio. «Sin embargo, nuestros modelos indican que algunos núcleos podrían contener granos de tamaño milimétrico, que solo podrían formarse en discos protoplanetarios y luego ser expulsados, quizás por flujos protoestelares».

Independientemente del escenario predominante, ambos requieren la presencia de discos protoplanetarios. Los hallazgos sugieren que más de trescientos sistemas de este tipo podrían estar ya formándose dentro de estas tres nubes CMZ. “Es emocionante que estemos detectando posibles candidatos a discos protoplanetarios en el Centro Galáctico. Las condiciones allí son muy diferentes a las de nuestro entorno, y esto podría brindarnos la oportunidad de estudiar la formación planetaria en este entorno extremo”, afirmó el profesor Peter Schilke, de la Universidad de Colonia, codirector del doctorado de Fengwei Xu. Los recursos informáticos y el soporte técnico del Instituto de Astrofísica de la UoC contribuyeron a este resultado.

Las futuras observaciones multibanda ayudarán a delimitar mejor sus propiedades físicas y etapas evolutivas, ofreciendo una visión excepcional de los procesos iniciales que dan origen a sistemas planetarios como el nuestro, incluso en los rincones más extremos de la Vía Láctea.