Planck realza la complejidad de la formación estelar

La Nebulosa de Orión por PlanckNuevas imágenes del observatorio espacial de la ESA (siglas en inglés de Agencia Espacial Europea) Planck, revelan las fuerzas que mueven la formación estelar y dan a los astrónomos una forma de entender los complejos procesos que moldean el polvo y el gas en nuestra galaxia.

La formación estelar se esconde detrás de capas de polvo, pero gracias a Planck podemos observarla en el rango de frecuencias de las microondas. Planck nos muestra muchas estructuras de polvo y gas brillantes. Ahora, Planck se ha usado para observar dos regiones de formación estelar en nuestra galaxia cercanas a nosotros.

La región de Orión es una cuna de formación de estrellas, a unos 1500 años luz de distancia. Es famosa por la nebulosa de Orión, que puede verse a simple vista como una mancha débil rosa.

La primera imagen cubre la mayoría de la constelación de Orión. La nebulosa es la mancha brillante situada debajo del centro. La mancha brillante a la derecha del centro está alrededor de la nebulosa “cabeza de caballo”, llamada así porque vista con grandes aumentos, un pilar de polvo tiene la forma de una cabeza de caballo.

El arco gigante rojo del lazo de Barnard se piensa que es la onda de choque de una estrella que explotó en esa región hace aproximadamente dos millones de años. La burbuja que creó tiene ahora unos 300 años luz de diámetro.

Perseo por PlanckEn contraste con Orión, la región de Perseo es una región de formación estelar menos intensa, pero como Planck muestra en otra imagen, todavía se están formando muchas estrellas.

Ambas imágenes muestran tres procesos típicos que se dan entre el polvo y el gas del medio interestelar. Planck puede mostrárnoslos separadamente. A bajas frecuencuas, Planck rastrea la emisión causada por electrones de alta velocidad interaccionando con los campos magnéticos de la galaxia. Una componente difusa adicional proviene de las partículas de polvo que giran emitiendo a tales frecuencias.

A longitudes de onda intermedias de unos pocos milímetros, la emisión proviene del gas calentado por las estrellas calientes recién formadas.

A frecuencias todavía mayores, Planck rastrea el escaso calor emitido por polvo extremadamente frío, que puede revelar los núcleos más fríos en las nubes que se encuentran en la fase final del colapso, antes de que surjan las primeras estrellas. Éstas dispersan las nubes a su alrededor.

El delicado equilibrio entre el colapso de la nube y la dispersión regula el número de estrellas que la galaxia produce. Planck mejorará mucho nuestro entendimiento de la relación de estos dos procesos, al proporcionar datos de diferentes procesos de emisión.

La principal misión del satélite Planck es observar todo el cielo en el rango de frecuencias de las microondas, para rastrear las variaciones en el fondo cósmico de microondas, aunque al mismo tiempo observa la Vía Láctea.


Fecha Original: 26 de abril de 2010
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Comments (4)

  1. Aunque es importante la posible contribución del satélite que lleva mi nombre XD (por cierto: ¿alguien sabe como se pone la cara sonriente?) a esclarecer los complicados mecanismos implicados en la formación estelar el verdadero objetivo del satélite Planck es estudiar el CMB con una precisión 10 veces mayor que el WMAP. Las expectativas puestas en Planck son enormes: estudiar si realmente tuvo lugar la inflación, dedicir el modelo de inflación correcto, medición con mucha mayor exactitud de la curvatura del universo, la cantidad de energía y materia oscura, estudiar lo que pasó en el momento en que se empezó a acelerar la expansión del universo, la detección indirecta de las ondas gravitatorias primigenias, estudio detallado de las perturbaciones primigenias que dieron lugar a las concentraciones de materia, etc. La verdad es que es increible la cantidad de información que puede extraerse estudiando el CMB incluso se puede estudiar lo que pasó ANTES de que se originase el CMB: el poder de la ciencia y del ingenio humano en acción.

    • Jurl

      Que lleva tu nombre xD

      Creo que se pone con dos puntos y una D mayúscula :D

      Por cierto, plank en inglés es “tablón”, en alemán sería Planke, pero Planck podría ser una variante (ni idea).

  2. Hay que elogiar todas estas iniciativas y leyendo noticias como esta, no puedo evitar el rememorar, en un conjunto mas general, de lo que aqui se esta hablando. Aqui se nos habla de Orion, ese laboratorio natural del espacio tan rico y bello que es la fantasia de cualquier astronomo para sus investigaciones. En ese lugar nos encontramos nosotros, nuestro Sistema Solar en el Brazo de Orion de nuestra Galaxia.

    Los brazos espirales, que son una característica tan llamativa en galaxias como la nuestra, son visibles porque están bordeados por estrellas calientes de gran masa que relucen con mucho brillo. Esto significa que también son estrellas jóvenes, ya que no hay estrellas viejas que tengan gran cantidad de masa.

    No hay misterio alguno en cuanto al modo en que mantienen esa forma espiral. Se debe exclusivamente a un fenómeno de retroalimentación. Las nubes gigantescas a partir de las cuales se forman las estrellas pueden contener hasta un millón de veces la masa del Sol cuando empieza a contraerse gravitatoriamente para formar estrellas. Cada nube que se contrae produce, no una sola estrella de gran tamaño, sino todo un conglomerado de estrellas, así como muchas estrellas menores.

    Cuando las estrellas brillantes emiten luz, la energía de esta luz estelar (especialmente en la parte ultravioleta del espectro) forma una burbuja dentro de la nube, y tiende a frenar la formación de más estrellas. Sin embargo, una vez que las estrellas de gran masa han recorrido sus ciclos vitales y han explotado, sembrando además el material interestelar con elementos de distintos tipos, la onda expansiva ejerce presión sobre las nubes interestelares cercanas y hace que éstas comiencen a contraerse.

    Las ondas procedentes de distintas supernovas, al entrecruzarse unas con otras, actúan mutuamente para barrer el material interestelar y formar nuevas nubes de gas y polvo que se contraen produciendo más estrellas y supernovas, en un ejemplo clásico de interacción que se mantiene por sí sola en la que intervienen una absorción de energía (procedentes de las supernovas) y una retroalimentación.

    Si la nube es demasiado densa, su parte interna se contraerá gravitatoriamente de manera rápida, formando unas pocas estrellas grandes que recorren sus ciclos vitales rápidamente y revientan la nube en pedazos antes de que puedan formarse muchas estrellas. Esto significa que la generación siguiente de estrellas nace de una nube más delgada, porque ha habido pocas supernovas que barrieran material formando pedazos densos. Si la nube es tan delgada que su densidad queda por debajo de la densidad óptima, nacerán muchas estrellas, y habrá gran cantidad de explosiones supernovas, lo cual producirá gran número de ondas de choque que barrerán el material interestelar, acumulándolo en nubes más densas.

    De esta manera, por ambas partes, las retroalimentaciones operan para mantener un equilibrio aproximadamente constante entre la densidad de las nubes y el número de supernovas (y estrellas de tipo Sol) que se producen en cada generación. La propia pauta espiral resulta del hecho de que la galaxia realiza movimiento de rotación y está sometida al tirón gravitatorio que crea la fuerza de marea proveniente de esa materia no luminosa.

    Claro que, la materia interestelar es variada. Existen nubes de gas y polvo fríos, que son ricas en interesantes moléculas y se llaman nubes moleculares gigantes; a partir de estas nubes se forman nuevas estrellas (y planetas). Hay nubes de lo que consideraríamos gas “normal”, formadas por átomos y moléculas de sustancias tales como el hidrógeno, y quizá tan caliente como una habitación cerrada durante toda la noche y con la temperatura de dos cuerpos dormidos y emitiendo calor. Además, hay regiones que se han calentado hasta temperaturas extremas mediante la energía procedente de explosiones estelares, de tal modo que los electrones han sido arrancados de sus átomos para formar un plasma cargado de electricidad.

    También existe una amplia variedad de densidades dentro del medio interestelar. En la modalidad más ligera, la materia que está entre las estrellas es tan escasa que sólo hay un átomo por cada mil centímetros cúbicos de espacio: en la modalidad más densa, las nubes que están a punto de producir nuevas estrellas y nuevos planetas contienen un millón de átomos por centímetro cúbico. Sin embargo, esto es algo muy diluido si se compara con el aire que respiramos, donde cada centímetro cúbico contiene más de diez trillones de moléculas, pero incluso una diferencia de mil millones de veces en densidad sigue siendo un contraste espectacular.

    La cuestión es que, unos pocos investigadores destacaron allá por 1.990 en que todos estos aspectos –composición, temperatura y densidad- en el medio interestelar dista mucho de ser uniforme. Por decirlo de otra manera más firme, no está en equilibrio, y parece que lo que lo mantiene lejos del equilibrio son unos pocos de procesos asociados con la generación de las pautas espirales.

    Esto significa que la Vía Láctea (como otras galaxias espirales) es una zona de reducción de la entropía. Es un sistema auto-organizador al que mantienen lejos del equilibrio, por una parte, un flujo de energía que atraviesa el sistema y, por otra, como ya se va viendo, la retroalimentación. En este sentido, nuestra Galaxia supera el test de Lovelock para la vida, y además prestigiosos astrofísicos han argumentado que las galaxias deben ser consideradas como sistemas vivos.

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