Por primera vez, los astrónomos han esperado durante mucho tiempo una imagen directa capturada por la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) del telescopio espacial James Webb de la NASA. En esta impresionante imagen de la Nebulosa Serpentina, el descubrimiento se produce en la región norte de esta joven y cercana región de formación de estrellas (vista arriba a la izquierda).
Los astrónomos encontraron un grupo interesante de flujos protoestelares, que se forman cuando chorros de gas de estrellas recién nacidas chocan con gas y polvo cercanos a altas velocidades. Generalmente estos objetos tienen diferentes orientaciones en una región. Aquí, sin embargo, se curvan en la misma dirección y en la misma medida, como la nieve que cae durante una tormenta.
El descubrimiento de estos objetos conectados, posible gracias a la magnífica resolución espacial y sensibilidad de la Web en longitudes de onda del infrarrojo cercano, está proporcionando información sobre los principios fundamentales del nacimiento de las estrellas.
“Los astrónomos han asumido durante mucho tiempo que cuando las nubes se rompen para formar estrellas, estas giran en la misma dirección”, dijo el investigador principal Klaus Pontopedon del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. “Sin embargo, esto nunca se había observado directamente antes. Estas estructuras alargadas y alineadas son un registro histórico de un modo fundamental de nacimiento de estrellas”.
Entonces, ¿cómo se relaciona la alineación de los planos interestelares con la rotación de una estrella? Cuando una nube de gas estelar colapsa sobre sí misma para formar una estrella, gira más rápidamente. La única forma de que el gas continúe moviéndose hacia adentro es eliminando parte del giro (llamado momento angular). Se forma un disco de material alrededor de la joven estrella para arrastrar el material hacia abajo, como un vórtice alrededor de un desagüe. Los campos magnéticos giratorios en el disco interior lanzan parte del material en chorros gemelos que se disparan hacia afuera en direcciones opuestas, perpendiculares al disco de material.
En la imagen web, estos chorros se identifican por rayas brillantes y torpes que parecen rojas, que son ondas de choque del chorro que golpean el gas y el polvo circundantes. Aquí, el color rojo indica la presencia de hidrógeno molecular y monóxido de carbono.
“Esta región de la Nebulosa Serpentina – Serpentina Norte – sólo es visible con una red”, dijo el autor principal Joel Green del Instituto Científico del Telescopio Espacial en Baltimore. “Ahora podemos capturar estas estrellas extremadamente jóvenes y sus emisiones, algunas de las cuales antes sólo eran visibles como manchas o completamente oscurecidas en longitudes de onda ópticas por el espeso polvo que las rodeaba, quedaron ocultas”.
Los astrónomos dicen que hay fuerzas que potencialmente podrían cambiar la dirección del flujo de salida durante este período de la vida de una estrella joven. Una forma es cuando las estrellas binarias orbitan entre sí y pierden su orientación con el tiempo, rotando la dirección de la emisión.
Las estrellas de las serpientes.
La Nebulosa Serpentina, situada a 1.300 años luz de la Tierra, tiene sólo uno o dos millones de años, lo que es muy joven en términos cósmicos. También alberga un cúmulo particularmente denso de estrellas recién formadas (~100.000 años de antigüedad) que se ven en el centro de esta imagen. Algunas de estas estrellas eventualmente crecerán hasta alcanzar la masa de nuestro Sol.
“Webb es un joven buscador de objetos estelares”, dijo Greene. “En este campo recogemos las señales de cada estrella joven, hasta las menos masivas”.
“Lo que estamos viendo ahora mismo es un panorama completo”, añadió Pontopidan.
Por lo tanto, en toda la región de esta imagen, los filamentos y vesículas de diferentes colores representan la luz estelar reflejada por las protoestrellas que se forman estacionarias dentro de la nube. En algunas zonas hay polvo delante de este reflejo, que aquí aparece con una sombra naranja y difusa.
La región ha sido hogar de otros descubrimientos fortuitos, incluida la “sombra de murciélago” aleteante, que recibió su nombre cuando los datos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA en 2020 mostraron que el disco de formación de planetas de la estrella aleteaba o se revelaba que se desplazaba. Esta característica es visible en el centro de la imagen web.
Estudios futuros
La nueva imagen y el descubrimiento inusual de objetos asociados es en realidad el primer paso de este programa científico. El equipo ahora utilizará el NIRSpec (espectrógrafo de infrarrojo cercano) de Webb para investigar la composición química de la nube.
Los astrónomos están interesados en determinar cómo las sustancias químicas volátiles sobreviven a la formación de estrellas y planetas. Los volátiles son compuestos que cambian directamente de sólido a gas a temperaturas relativamente bajas, incluidos el agua y el monóxido de carbono. Luego compararán sus resultados con la abundancia de estrellas similares encontradas en el disco protoplanetario.
“En su forma más básica, todos estamos hechos de materia que surgió de estas fluctuaciones. La mayor parte del agua aquí en la Tierra se formó cuando el Sol era una protoestrella recién nacida hace miles de millones de años”, dijo Pontopedon. “Observar la abundancia de estos importantes compuestos en las protoestrellas antes de que se formaran sus discos protoplanetarios puede ayudarnos a comprender cuán únicas eran las condiciones cuando se formó nuestro propio sistema solar”.
Estas observaciones fueron tomadas como parte del Programa de Observadores Generales 1611. Los resultados preliminares del equipo han sido aceptados en el Astrophysical Journal.
El Telescopio Espacial James Webb es el observatorio científico espacial más grande del mundo. Webb está resolviendo misterios en nuestro sistema solar, observando mundos distantes alrededor de otras estrellas e investigando la misteriosa estructura y los orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. WEB es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la CSA (Agencia Espacial Canadiense).
