Los astrónomos han pensado durante mucho tiempo que las semillas de estrellas como el Sol tardan millones de años en unirse. Nubes de gas hidrógeno en su mayoría se unen bajo la gravedad en núcleos preestelares lo suficientemente densos como para colapsar y provocar la fusión nuclear, mientras que las fuerzas magnéticas mantienen la materia en su lugar y ralentizan el proceso. Pero las observaciones realizadas con el radiotelescopio más grande del mundo arrojan dudas sobre este largo período de gestación. Los investigadores se han acercado a un núcleo preestelar en una nube de gas gigante, un vivero de cientos de estrellas bebés, y descubrieron que el pequeño embrión puede estar formándose 10 veces más rápido de lo que se pensaba, gracias a los débiles campos magnéticos.
«Si se demuestra que este es el caso en otras nubes de gas, será revolucionario para la comunidad de formación estelar», dice Paola Caselli del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, que no participó en la investigación.
Estudiar el nacimiento de las estrellas y el tira y afloja entre la gravedad y las fuerzas magnéticas ha sido un desafío porque los campos magnéticos pueden ser 100.000 veces más débiles que los de la Tierra. La única forma directa de detectarlos proviene de un fenómeno llamado efecto Zeeman, en el que los campos magnéticos hacen que las llamadas líneas espectrales se dividan de una manera que depende de la fuerza del campo. Estas líneas espectrales son patrones brillantes u oscuros donde los átomos o moléculas emiten o absorben longitudes de onda de luz específicas. Para las nubes de gas, la división de Zeeman ocurre en longitudes de onda de radio, por lo que se necesitan radiotelescopios. Y los platos deben ser grandes para acercarse a una pequeña región del espacio y revelar un efecto tan sutil.
Anteriormente, los investigadores habían utilizado el radiotelescopio de Arecibo en Puerto Rico, que colapsó en 2020, para estudiar Lynds 1544, un embrión estelar relativamente aislado dentro de la Nube Molecular de Tauro, a solo 450 años luz de la Tierra. Midieron los campos magnéticos en las tenues capas de gas lejos del núcleo, donde las fuerzas magnéticas dominaban la gravedad. También analizaron los campos más fuertes dentro del núcleo, donde la gravedad, sin embargo, dominaba porque el núcleo es 10.000 veces más denso que la capa exterior, dice Richard Crutcher, radioastrónomo de la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign.
Lo que faltaba era un examen de la región intermedia entre el núcleo y la capa exterior. Eso ahora se ha puesto de manifiesto con un nuevo trazador del efecto Zeeman, una línea particular de absorción de hidrógeno, detectada por el radiotelescopio esférico de apertura de quinientos metros (FAST), un plato gigante construido dentro de una cuenca natural en el suroeste de China.
En un estudio publicado hoy en Naturaleza, informan los investigadores una fuerza de campo magnético de 4 microgauss–no más fuerte que en la capa exterior. “Si la teoría estándar funcionara, el campo magnético debe ser mucho más fuerte para resistir un aumento de 100 veces en la densidad de las nubes. Eso no sucedió”, dice Di Li, el científico jefe de FAST que dirigió el estudio.
“El documento básicamente dice que la gravedad gana en la nube: ahí es donde las estrellas comienzan a formarse, no en el núcleo denso”, agrega Caselli. “Esa es una declaración muy grande”.
El hallazgo implica que una nube de gas podría evolucionar hacia un embrión estelar 10 veces más rápido de lo que se pensaba anteriormente, dice el autor principal Tao-Chung Ching de los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia China de Ciencias.
Li dice que quiere estudiar otras nubes moleculares para ver si las lecciones de Lynds 1544 se aplican de manera más general. Esto podría hacerse con FAST o conjuntos de radiotelescopios como el Very Large Array en Nuevo México, o el próximo Square Kilometre Array en Sudáfrica y Australia.
Usando el trazador del efecto Zeeman detectado por FAST, los astrónomos podrían incluso medir la fuerza del campo magnético en los discos de acreción de gas y polvo alrededor de las estrellas recién nacidas. Eso ayudaría a los científicos a comprender mejor las condiciones iniciales de la formación de planetas, dice Patrick Hennebelle, astrofísico teórico de la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica.
Desde su apertura en 2016, FAST ha sido una fuerza importante en la búsqueda de estrellas colapsadas y giratorias conocidas como púlsares. El nuevo resultado muestra cómo su visión nítida y su exquisita sensibilidad “deberían conducir a grandes avances en todas las áreas de la radioastronomía, incluida la formación de estrellas”, dice Crutcher.
En abril de 2021, FAST se abrió oficialmente a astrónomos de fuera de China. Li dice que FAST recibió solicitudes de 16 países y que entre el 10% y el 15% del tiempo de observación de la instalación ahora se ha asignado a usuarios fuera de China.
