Mapea el disco protoestelar con la máxima precisión
Un grupo internacional de astrónomos compuesto por tres científicos afiliados a Universidad Nicolás Copérnico logró mapear el disco protoestelar con la mayor precisión hasta la fecha.
Científicos de la NCU: Dr. habil. Anna Bartkiewicz, UCN Prof. y el obispo Michal Durjasz. Crédito de la imagen: Andrzej Romanski.
El avance ofrece una prueba hipotética mediante la teoría de la acumulación episódica.
El estudio fue publicado en la revista astronomía naturaltitulado: «Un disco kepleriano con una espiral de cuatro brazos que da lugar a una protoestrella de alta masa que se acumula episódicamente».
Entre los autores, un equipo internacional de astrónomos especializados en la observación de emisiones de máser, se encontraban tres científicos afiliados al Instituto de Astronomía de la Facultad de Física, Astronomía e Informática de la UCN: el Dr. Habil. Anna Bartkiewicz, Prof. NCU, el obispo Michal Durjasz y el Dr. Mateusz Olech, quien defendió su doctorado en la Facultad y actualmente forma parte del equipo del Centro de Diagnóstico de Radio Espacial de la Universidad de Warmia y Mazury en Olsztyn.
Esfuerzos conjuntos
En su trabajo científico, el Dr. Habil. Anna Bartkiewicz, profesora de la NCU, está interesada en estudiar objetos de formación de estrellas que muestren la estructura de anillo del máser de metanol. Utilizando la red europea VLBI, Bartkiewicz identifica con precisión los movimientos naturales de las nubes máser al nivel de unos pocos kilómetros por segundo.
Actualmente, Bartkiewicz dirige la Opus Fellowship del Centro Nacional de Ciencias, que estudia «masers espaciales como una herramienta para identificar estallidos de acreción de protoestrellas masivas». Michal Durjasz, un Ph.D. estudiante de la Escuela de Doctorado en Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad Nicolaus Copernicus, también hizo una contribución significativa al estudio, trabajando en áreas estelares enormes que causan cambios repentinos en la emisión de máser de metanol.
El artículo, y en particular el estudio que lo precedió, es el resultado de una fructífera colaboración entre especialistas de todo el mundo.
Los datos de observación adquiridos de 24 radiotelescopios de todo el mundo contribuyeron a nuestro descubrimiento, que luego fue cuidadosamente correlacionado por equipos de tres centros en tres continentes diferentes, dice el Dr. Ross Burns, del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, primer autor del artículo -Alrededor de 150 hubo personas involucradas, y nos gustaría expresarles nuestra gratitud por sus esfuerzos, con la esperanza de una mayor colaboración en el futuro.
Dra. Habil Anna Bartkiewicz, Profesora, Universidad Nicolaus Copernicus en Torun
misterios estelares
Los científicos se han centrado en los avistamientos de estrellas enormes, aquellas con una masa de más de ocho veces la de nuestro Sol. Desempeñan un papel importante en la producción de los elementos esenciales para la construcción de la vida en el Universo y también influyen en la formación y progresión de las galaxias. Las estrellas más grandes mueren y se convierten en enigmáticos agujeros negros.
A pesar de su importancia en el Universo, el proceso de formación de estrellas masivas ha sido un misterio desde hace varias décadas.
Hasta ahora, no ha habido una única teoría aceptada por toda la comunidad científica para explicar su formación. Recientemente se ha confirmado que las estrellas masivas nacen en el centro de discos giratorios compuestos de gas y polvo.
Anna Bartkiewicz, Profesora, Universidad Nicolaus Copernicus de Torun
Bartkiewicz agregó:Los discos protoestelares, como se les llama, tienen un radio de unas mil unidades astronómicas, es decir, la distancia media entre la Tierra y el Sol multiplicada por mil [the astronomical unit, or conventional measure of distance used in astronomy, is the average distance between the Earth and the Sun; i.e., 149597870.7 km].”
La acumulación episódica es una teoría de la formación de estrellas gigantes que está demostrando ser popular entre los científicos.
Acreción o depósito de materia en una estrella. Estas son nubes de gas polvoriento que ocasionalmente se «rompen» y caen del disco sobre una protoestrella en crecimiento, es decir, una estrella joven ubicada en el centro.
Obispo Michal Durjasz, Profesor, Universidad Nicolas Copernicus de Torun
Durjasz agregó:Durante tales aumentos en la tasa de acumulación de materia, la estrella acumula más de la mitad de la masa que gana durante la fase de formación. Estos picos en la tasa de acumulación, o acumulación episódica, son eventos muy raros: ocurren cada cientos o miles de años y duran desde unos pocos meses hasta unos pocos años..”
La formación estelar más estudiada hasta la fecha fue la rápida acreción de la enorme protoestrella G358-MM1 (el nombre está relacionado con las coordenadas del objeto en el cielo) en 2019.
La teoría de la acreción episódica establece que los discos protoestelares son enormes y no homogéneos. Debido al impacto de su propia gravedad, podrían aparecer brazos en espiral dentro de ellos, agregó el Dr. Mateusz Olech.
La alta observación de discos protoestelares en las zonas de nacimiento de estrellas gigantes es una dificultad para los astrónomos. Prosperan en espesas nubes moleculares impenetrables para la astronomía óptica tradicional. Notar posibles brazos espirales es aún más difícil.
Mapa del disco
En el último estudio de revisión astronomía naturalun groupe international d’astronomes spécialisés dans les observations de l’émission maser – qui est la contrepartie cosmique naturelle d’un laser aux longueurs d’onde radio micro-ondes – a réussi à réaliser des cartes du disque protostellaire avec la plus grande précision en ese día.
Usando un conjunto de radiotelescopios e interferometría de línea de base muy larga (VLBI), los investigadores encontraron brazos espirales en el disco giratorio de una protoestrella de gran masa, llamada G358-MM1. Esta es la misma protoestrella que experimentó una rápida acumulación en 2019.
El equipo utilizó una nueva técnica llamada «mapeo de ondas de calor», que produce un conjunto de mapas de los máseres iluminados de moléculas de metanol en diferentes etapas de un evento. Se utilizaron un total de 24 radiotelescopios de Oceanía, Asia, Europa y América.
Anna Bartkiewicz, Profesora, Universidad Nicolaus Copernicus de Torun
Bartkiewicz continuó: “Esto nos permitió obtener imágenes del disco espiral G358-MM1 con una resolución de un milisegundo angular, o 1/3600000 de grado, explica el profesor Bartkiewicz. — G358-MM1 tiene cuatro brazos en espiral que envuelven a la protoestrella.”
«Esto ayuda a transportar material desde el disco hasta el centro del sistema, donde puede llegar a la protoestrella. Si se descubren más sistemas espirales y este tipo de luminosidad, los astrónomos podrán comprender mejor los procesos que acompañan al nacimiento de las estrellas de gran masa, que son la verdadera cuna de la vida en el Universo.agregó Bartkiewicz.
Este avance ofrece evidencia observacional de varios aspectos anticipados por la teoría de la acreción episódica: un disco giratorio, un brillo rápido y una estructura en espiral que ayuda a «alimentar» una protoestrella de gran masa en crecimiento.
El grupo de investigación continuará buscando tales ráfagas de emisión máser con la ayuda de una colaboración mundial de radiotelescopios convencionales conocida como el Organización de supervisión de máser. Hasta ahora, solo se han observado tres protoestrellas de gran masa que brillan rápidamente. Sin embargo, los científicos creen que han encontrado muchos más.
Referencia de la revista:
Quemaduras AR, y otros. (2023) Un disco kepleriano con una espiral de cuatro brazos que da lugar a una protoestrella episódica de acreción de gran masa. astronomía natural. doi.org/10.1038/s41550-023-01899-w.
Fuente: https://portal.umk.pl/en
