Un estallido estelar revela el mecanismo de formación de las estrellas masivas

A la izquierda, imagen de NIRS 3 tomada en 2009 para el sondeo UKIRT. A la derecha, imagen de la estrella en formación tomada por la cámara PANIC en 2015, que muestra el intenso aumento de luminosidad detectado.

Las estrellas de baja masa, como el Sol, se forman a partir de fragmentos de grandes nubes de gas y polvo, que se condensan hasta que se forma un objeto central, o protoestrella, que crece absorbiendo gas de un disco a su alrededor y expulsa el material sobrante a través de dos chorros situados en los polos. Se desconocía, sin embargo, si las estrellas más masivas, que pueden alcanzar decenas de veces la masa del Sol, se forman a través de este mismo mecanismo. El estudio de un estallido detectado en la estrella masiva en formación NIRS 3, y publicado hoy en la revista Nature, ha aportado la prueba más sólida de que, en efecto, todas las estrellas se forman igual.

NIRS 3, con unas veinte veces la masa del Sol y una estructura formada por un objeto central (la protoestrella), un disco y dos chorros bipolares, experimentó en otoño de 2015 un súbito aumento de luminosidad que puso en marcha una campaña de observación internacional desde telescopios en tierra y desde el aire (Gemini, ESO/VLT, ESO/MPG, NASA/SOFIA, CAHA).

Los primeros datos de la campaña se obtuvieron con PANIC, una cámara panorámica infrarroja instalada en el telescopio de 2.2 metros del Observatorio de Calar Alto (Almería) y co-desarrollada por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), que permitió comprobar que ese súbito estallido procedía de NIRS 3 y no de otras estrellas próximas. «Se trata de uno de los primeros resultados obtenidos con la cámara PANIC, y constituye un excelente ejemplo de las posibilidades de este nuevo instrumento», apunta José Miguel Ibáñez (IAA-CSIC), responsable de software de PANIC y coautor del trabajo.

Posteriores observaciones con PANIC, realizadas desde noviembre de 2015 hasta febrero de 2016, permitieron detectar lo que se conoce como eco de luz, y que mostró cómo el destello se desplazaba desde su origen hacia los chorros de la estrella, y permitió estimar la fecha en la que se produjo el estallido, que tuvo lugar a mediados de 2015.

El equipo investigador, tras analizar todos los datos, concluyó que se trataba de un estallido de acrecimiento, un fenómeno habitual en la formación de las estrellas de baja masa pero nunca visto en las estrellas masivas, y que se debe al carácter grumoso del disco que alimenta la estrella en formación: en ocasiones, la estrella absorbe fragmentos del disco que producen un aumento repentino de su luminosidad.

«La detección de un estallido de acrecimiento en NIRS 3 constituye el indicio más sólido que tenemos hasta la fecha de que, en efecto, las estrellas de alta masa se forman a través de un proceso similar que el que da origen a las de baja masa. Se trata, sin embargo, de estallidos mucho más intensos, que pueden liberar tanta energía como la producida por el Sol a lo largo de cien mil años», señala Alessio Caratti o Garatti, investigador del Instituto de Estudios Avanzados de Dublín que encabeza el trabajo.

Se descartaría así el otro modelo, que proponía que las estrellas masivas se forman por la fusión de estrellas de menor masa, y se establece así un proceso de formación estelar unificado. Con ciertas diferencias, ya que las estrellas masivas formarán discos mucho mayores y mostrarán una tasa de absorción de material más alta que las de baja masa, y por lo tanto finalizarán su proceso de crecimiento más rápido.