A la naturaleza le gustan las espirales, desde el remolino de un huracán, hasta los discos protoplanetarios en forma de molinete alrededor de estrellas recién nacidas, hasta los vastos reinos de galaxias espirales en todo nuestro universo.
Ahora los astrónomos están desconcertados al encontrar estrellas jóvenes que están en espiral en el centro de un cúmulo masivo de estrellas en la Pequeña Nube de Magallanes, una galaxia satélite de la Vía Láctea.
El brazo exterior de la espiral en este enorme vivero estelar de forma extraña llamado NGC 346 puede estar alimentando la formación estelar en un movimiento de gas y estrellas similar a un río. Esta es una forma eficiente de alimentar el nacimiento de estrellas, dicen los investigadores.
La Pequeña Nube de Magallanes tiene una composición química más simple que la Vía Láctea, lo que la hace similar a las galaxias que se encuentran en el universo más joven, cuando los elementos más pesados eran más escasos. Debido a esto, las estrellas en la Pequeña Nube de Magallanes se queman más calientes y, por lo tanto, se quedan sin combustible más rápido que en nuestra Vía Láctea.
Aunque es un proxy para el universo primitivo, a 200.000 años luz de distancia, la Pequeña Nube de Magallanes es también uno de nuestros vecinos galácticos más cercanos.
Aprender cómo se forman las estrellas en la Pequeña Nube de Magallanes ofrece un nuevo giro sobre cómo una tormenta de fuego de nacimiento de estrellas puede haber ocurrido al principio de la historia del universo, cuando estaba experimentando un «baby boom» unos 2 a 3 mil millones de años después del Big Bang (el universo ahora tiene 13.8 mil millones de años).
Los nuevos resultados encuentran que el proceso de formación estelar allí es similar al de nuestra propia Vía Láctea.
Con solo 150 años luz de diámetro, NGC 346 cuenta con una masa de 50.000 soles. Su intrigante forma y rápida tasa de formación estelar ha desconcertado a los astrónomos. Se necesitó el poder combinado del Telescopio Espacial Hubble de la NASA y el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral para desentrañar el comportamiento de este misterioso terreno de anidación estelar.
«Las estrellas son las máquinas que esculpen el universo. No tendríamos vida sin estrellas, y sin embargo, no entendemos completamente cómo se forman», explicó la líder del estudio, Elena Sabbi, del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore. «Tenemos varios modelos que hacen predicciones, y algunas de estas predicciones son contradictorias. Queremos determinar qué está regulando el proceso de formación estelar, porque estas son las leyes que necesitamos para entender también lo que vemos en el universo primitivo».
Los investigadores determinaron el movimiento de las estrellas en NGC 346 de dos maneras diferentes. Usando el Hubble, Sabbi y su equipo midieron los cambios de las posiciones de las estrellas durante 11 años. Las estrellas en esta región se mueven a una velocidad promedio de 2,000 millas por hora, lo que significa que en 11 años se mueven 200 millones de millas. Esto es aproximadamente 2 veces la distancia entre el Sol y la Tierra.
Pero este cúmulo está relativamente lejos, dentro de una galaxia vecina. Esto significa que la cantidad de movimiento observado es muy pequeña y, por lo tanto, difícil de medir. Estas observaciones extraordinariamente precisas fueron posibles solo debido a la exquisita resolución y alta sensibilidad del Hubble. Además, la historia de tres décadas de observaciones del Hubble proporciona una línea de base para que los astrónomos sigan movimientos celestes diminutos a lo largo del tiempo.
El segundo equipo, dirigido por Peter Zeidler de AURA / STScI para la Agencia Espacial Europea, utilizó el instrumento Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) del VLT basado en tierra para medir la velocidad radial, que determina si un objeto se está acercando o retrocediendo de un observador.
«Lo que fue realmente sorprendente es que utilizamos dos métodos completamente diferentes con diferentes instalaciones y básicamente llegamos a la misma conclusión, independientes entre sí», dijo Zeidler. «Con el Hubble, se pueden ver las estrellas, pero con MUSE también podemos ver el movimiento del gas en la tercera dimensión, y confirma la teoría de que todo está en espiral hacia adentro».
Pero, ¿por qué una espiral?
«Una espiral es realmente la forma buena y natural de alimentar la formación de estrellas desde el exterior hacia el centro del cúmulo», explicó Zeidler. «Es la forma más eficiente en que las estrellas y el gas que alimentan más formación estelar pueden moverse hacia el centro».
La mitad de los datos del Hubble para este estudio de NGC 346 son de archivo. Las primeras observaciones fueron tomadas hace 11 años. Recientemente se repitieron para rastrear el movimiento de las estrellas a lo largo del tiempo. Dada la longevidad del telescopio, el archivo de datos del Hubble ahora contiene más de 32 años de datos astronómicos que impulsan estudios sin precedentes a largo plazo.
«El archivo del Hubble es realmente una mina de oro», dijo Sabbi. «Hay tantas regiones interesantes de formación estelar que el Hubble ha observado a lo largo de los años. Dado que el Hubble está funcionando tan bien, en realidad podemos repetir estas observaciones. Esto realmente puede avanzar en nuestra comprensión de la formación estelar».
Los hallazgos de los equipos aparecen el 8 de septiembre en The Astrophysical Journal.
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