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Los secretos del ácido sulfhídrico en la formación estelar
Estudiar el nacimiento de estrellas y planetas nos aporta información no solo sobre cómo funciona el universo, sino también sobre el origen de nuestro propio sistema planetario y, por extensión, de nuestra propia vida. Continuamos avanzando en ello mediante la astroquímica, que analiza los procesos químicos que participan, con una influencia determinante, en los procesos de formación estelar. Una herramienta concreta es el estudio de la deuteración: qué porcentaje de la cantidad total de una cierta molécula del medio interestelar (como el agua o el ácido sulfhídrico) ha sustituido al menos uno de sus átomos de hidrógeno por su isótopo, un átomo de deuterio (que tiene un neutrón extra en su núcleo). La deuteración de diferentes moléculas proporciona información muy valiosa sobre las condiciones físicas del entorno y la etapa evolutiva del objeto preestelar considerado.
Lo que se esconde tras la nebulosa de Orión
La nebulosa de Orión es un objeto familiar para los aficionados a la astronomía. Es el resultado del nacimiento de varios miles de estrellas en los últimos dos millones de años, y es fácil de observar con un pequeño telescopio. Para entender cómo se ha formado este cúmulo estelar, es necesario ver las estrellas que están naciendo en estos momentos detrás de la brillante nebulosa, y para ello ya no basta con un telescopio de aficionado. Necesitamos usar la instrumentación más potente disponible, como el interferómetro ALMA, en el desierto de Atacama en Chile.
Un catálogo de cúmulos de galaxias detectados en rayos X
Los cúmulos de galaxias son agrupaciones cósmicas formadas por cientos o miles de galaxias que están unidas gravitacionalmente. Aunque pueda parecer que el espacio que hay entre las galaxias de un cúmulo está vacío, en realidad está lleno de un gas extremadamente caliente. Este gas difuso emite una radiación muy energética que confiere a los cúmulos una apariencia extensa, brillante y difusa cuando se observan en imágenes de rayos X.
Búsqueda de tesoros en el catálogo de Gaia
En muchas ocasiones encontramos en la Galaxia dos o más estrellas ligadas gravitacionalmente, lo que conocemos como sistemas estelares múltiples. Los sistemas dobles o binarios son los más abundantes y son una fuente de información primordial en astrofísica, pues nos permiten calcular la masa de sus componentes.
A la caza de estrellas binarias para explicar la fascinante morfología de las nebulosas planetarias
Alrededor del 90% de todas las estrellas del universo pasarán por la fase de nebulosa planetaria antes de terminar sus vidas como enanas blancas. El Sol, muy probablemente, será una de ellas. Las nebulosas planetarias son uno de los fenómenos más bellos y asombrosos del universo que han fascinado a los astrónomos durante décadas. De las más de 3000 que conocemos en nuestra galaxia, la Vía Láctea, apenas el 20% tienen formas esféricas. El resto muestran morfologías muy variadas, alejadas de la esfericidad, como bipolares o elípticas, y a menudo con otras estructuras muy complejas. Entender cómo se forman exactamente estas estructuras tan diversas es uno de los retos de la astronomía. Actualmente, existe un consenso en la comunidad científica de que las estrellas binarias (sistemas de dos estrellas que están ligadas gravitatoriamente) podrían tener un papel fundamental en la formación de estos ocasos estelares.
Se descubre una peculiar estructura en la nebulosa de la estrella binaria 89 Herculis
Al final de su vida, las estrellas como nuestro Sol expulsan la mayor parte de su masa, reduciendo así su tamaño y volviéndose extremadamente calientes. El material eyectado, compuesto por gas y polvo, forma una nebulosa en expansión alrededor de la estrella. Si la estrella pertenece a un sistema binario, la estrella compañera podría atraer parte del material eyectado, haciéndolo rotar y creando así un disco nebular estable. Estos discos suelen tener una masa miles de veces superior a la de la Tierra, y son el origen de chorros de material que se escapan hacia el espacio.
ALMA investiga la cuna de las estrellas en otras galaxias
Las estrellas nacen en nubes de gas molecular que pueblan las galaxias. Un equipo internacional liderado por astrónomos del Observatorio Astronómico Nacional (OAN, IGN) ha investigado con el interferómetro ALMA cómo la densidad del gas condiciona su capacidad para formar estrellas.
El misterio de las nebulosas planetarias binarias: pesando nubes en el espacio
Las estrellas como el Sol se hacen gigantes al final de su vida y expulsan su atmósfera, formando una nebulosa planetaria. Si tienen una estrella compañera cerca, al hacerse gigantes la envuelven, compartiendo con ella la envoltura, que acaba eyectada por la fricción orbital. El resultado de esta eyección sería lo que vemos como una nebulosa planetaria. Se cree que al menos el 25% de las nebulosas planetarias son de este tipo, pero se desconoce cómo se produce la eyección, pues los modelos teóricos son incapaces de explicar la eyección de toda la masa de la envoltura.
Magnesio en la envoltura de CW Leonis: micronutrientes en una estrella moribunda
Situada a unos 400 años-luz, CW Leonis es una estrella moribunda en la etapa de gigante roja. En este estadio, las capas externas de la estrella se expulsan hacia el espacio y esta queda cubierta por densas nubes de gas y polvo. A esta bellísima envoltura alrededor de CW Leonis se la conoce con el nombre de IRC+10216.
Astrónomos del IGN analizan la conexión entre agujeros negros y galaxias mediante observaciones con ALMA
La presencia de agujeros negros supermasivos en el centro de la mayor parte de las galaxias es un hecho sólidamente establecido a partir de argumentos tanto teóricos como observacionales. En un porcentaje significativo de las galaxias, denominadas «activas», los agujeros negros son alimentados por la caída de gas. En su viaje hacia la singularidad central se puede producir la emisión de gran cantidad de energía y chorros de materia que viajan a gran velocidad y que, finalmente, interaccionan con el gas del disco de la galaxia y pueden expulsarlo hacia el exterior.
Primer mapa de una molécula cíclica en una nube fría en Tauro
Situada en la constelación de Tauro, a unos 500 años luz, la nube interestelar TMC-1 es una de las más cercanas donde podemos observar la formación de estrellas como nuestro Sol. Resulta sorprendente que la nebulosa presente una amplísima variedad de moléculas, muchas de ellas han sido descubiertas por un equipo de científicos del Observatorio Astronómico Nacional (OAN,IGN) y del CSIC, utilizando el radiotelescopio de 40m del IGN en el Observatorio de Yebes. Conocer la composición química en estas regiones de formación estelar es de gran ayuda para comprender el desarrollo de la vida en un futuro sistema planetario.
Observaciones de ALMA arrojan nuevos datos sobre las galaxias espirales
Las galaxias como nuestra propia Vía Láctea son planas como un disco y se caracterizan por su estructura espiral. Los brazos espirales destacan porque contienen estrellas jóvenes y luminosas, producto de la intensa formación estelar que ocurre en ellos. Tradicionalmente, esta profusión de estrellas jóvenes se atribuye a la compresión de gas en los brazos, que se espera que formen nuevas estrellas de manera más eficiente que otras regiones. Sin embargo, nuevas observaciones de ALMA cuestionan esta teoría al revelar una eficiencia de formación estelar inferior a la esperada en los brazos espirales.
Posible formación de una segunda generación de planetas alrededor de una estrella moribunda
Al final de su vida, las estrellas tienden a perder masa y, siendo ya mucho más viejas que nuestro Sol, expulsan la mayor parte de su masa original. Este material forma alrededor de la estrella nebulosas extensas y difusas que están compuestas por gas y granos de polvo. Normalmente, estas nebulosas están en expansión, alejándose de la estrella a velocidades de unos cincuenta mil kilómetros por hora. Pero a veces una parte de esta gran cantidad de materia, equivalente a unas mil veces la masa de la Tierra, queda rotando alrededor de la estrella de la que salió. Esto es debido a que la estrella que pierde masa forma parte, en realidad, de un sistema binario: la estrella compañera atrae el material eyectado y lo hace rotar, hasta que alcanza una órbita estable y toma forma de disco.
Descubiertos anillos de ácido sulfhídrico en discos protoplanetarios
Los planetas nacen en discos de gas y polvo alrededor de estrellas jóvenes. En estos discos, denominados protoplanetarios, un conjunto de fenómenos físicos y químicos compiten entre sí para esculpir la forma final del sistema planetario. Estudiando estos objetos podemos obtener información fundamental sobre los procesos que llevan a la formación de planetas como la Tierra. El desarrollo de observatorios punteros como ALMA y NOEMA ha proporcionado la sensibilidad y resolución espacial necesarias para examinar estos apasionantes objetos, por ejemplo, mediante mapas de la distribución del polvo y distintos compuestos químicos.
Nuevas observaciones de radioastronomía revelan la estructura de los filamentos donde nacen estrellas
Las nubes densas del medio interestelar, compuestas en gran medida por gas molecular, presentan una estructura muy filamentosa. Estudiando el movimiento de este gas, astrónomos del Observatorio Astronómico Nacional (OAN) descubrieron hace unos años que, a su vez, estos filamentos están compuestos por fibras más finas. Y en estas fibras se localizan pequeñas zonas particularmente densas: son los «núcleos preestelares», regiones que, por el mero efecto de la gravedad, están colapsando sobre sí mismas para llegar a formar una estrella con su correspondiente sistema planetario. Tales condensaciones preestelares, que todavía no contienen ningún objeto central bien definido que pueda ser calificado como «protoestrella», son particularmente interesantes para llegar a comprender los mecanismos físicos que dominan las primeras fases de la formación estelar.
Observaciones de VLBI del sistema simbiótico R Aquarii
Los sistemas estelares binarios son laboratorios astrofísicos únicos: en ellos encontramos fenómenos físicos extremos, desde explosiones de supernovas hasta la emisión de ondas gravitacionales. Los sistemas binarios que incluyen una estrella de la rama gigante asintótica (AGB) son particularmente interesantes porque ambas estrellas pueden interactuar. Las estrellas AGB son estrellas ya viejas que pierden copiosas cantidades de masa. La masa eyectada da lugar a nebulosas de gas molecular y polvo, que se convertirán en nebulosas planetarias cuando la estrella central se caliente lo suficiente como para disociar las moléculas e ionizar los átomos en fase gaseosa.
El azufre como reloj astronómico
Los hot corinos, de los que solo se conoce una docena, son regiones que surgen durante la formación de protoestrellas de tipo solar. Una forma de comprender la dinámica y evolución de las primeras etapas de formación estelar es a través del estudio de su química. Cuando comienza a formarse una estrella, la temperatura de la región es baja y la densidad alta, por lo que las moléculas gaseosas se adhieren a la superficie de los granos de polvo presentes. Cuando el colapso del núcleo preestelar avanza, la temperatura aumenta y las moléculas pasan directamente a estado gaseoso. Esto hace que los hot corinos sean regiones químicamente ricas.
Fullerenos en envolturas circunestelares
Los fullerenos C60 y C70 son moléculas formadas por 60 y 70 átomos de carbono, respectivamente. Estas moléculas han atraído la atención de científicos desde su descubrimiento en el laboratorio hacia 1985, debido a sus diversas aplicaciones en células fotoeléctricas o medicina. Desde el punto de vista astronómico, son capaces de explicar ciertas bandas espectrales observadas en el medio interestelar, pero no identificadas. Su presencia en el espacio fue objeto de encendidos debates hasta la primera detección firme de C60 y C70 en la nebulosa planetaria Tc 1 por el telescopio infrarrojo espacial Spitzer.
Nueva herramienta para el estudio de las primeras galaxias
Uno de los mayores retos de la astrofísica extragaláctica es entender los procesos que operaron en las primeras galaxias. Tras el Big Bang, el universo era tan caliente y denso que los átomos no podían existir salvo divididos en sus constituyentes, formando un plasma. A medida que el universo se expandía, su densidad y temperatura disminuyeron hasta que los electrones y protones se pudieron recombinar formando los primeros átomos de hidrógeno. Las primeras estrellas, por su parte, volvieron a ionizar los átomos de hidrógeno con su intensa radiación. Conocemos a este periodo como época de la reionización.
Nuevo método para obtener imágenes ultraprecisas de galaxias activas
Las galaxias activas se caracterizan por tener un núcleo muy brillante con un agujero negro supermasivo que atrae la materia a su alrededor. Debido a los campos magnéticos presentes, parte de la energía del acrecimiento se transfiere a partículas que salen eyectadas a casi la velocidad de la luz, formando unos grandes chorros muy brillantes que pueden alcanzar tamaños mayores que las propias galaxias que los albergan. Gracias a su brillo y a la gran distancia a la que se encuentran, estas galaxias no solo se utilizan para ampliar nuestro conocimiento sobre ellas, sino que sirven como balizas cósmicas para definir los sistemas de referencia espacial.
Un nuevo método desvela las propiedades de tres nubes moleculares
Las nubes moleculares son los objetos más grandes y masivos de nuestra galaxia. Están compuestas por material difuso que en ocasiones condensa bajo la fuerza de su propia gravedad y produce nuevas generaciones de estrellas. Entender la estructura interna de las nubes y cómo forman estrellas es de gran interés astronómico, aunque entraña múltiples dificultades técnicas. Las nubes moleculares son tan frías que solo son detectables usando potentes radiotelescopios, y estos habitualmente constan de detectores de un único píxel. La técnica tradicional de observación de nubes moleculares consiste en realizar barridos con el radiotelescopio, de manera que el píxel del receptor recorra toda la superficie de la nube. Esto permite obtener una imagen detallada, aunque conlleva un alto coste en tiempo de telescopio. Por ello, el número de nubes moleculares caracterizadas hasta la fecha es extraordinariamente limitado.
Identificación de nuevos cúmulos de galaxias
Los cúmulos de galaxias son enormes estructuras cósmicas compuestas por cientos o miles de galaxias, gas caliente ionizado que cubre el espacio entre estas, y una gran cantidad de materia oscura, que no podemos observar directamente pero que sabemos que constituye el 85% de la masa total del cúmulo. Gracias a sus propiedades, los cúmulos nos proporcionan información muy valiosa sobre los fenómenos físicos implicados en la formación de estructuras cósmicas, así como sobre la naturaleza de la materia oscura y de la energía oscura.
Formación estelar en condiciones extremas desvelada en el cúmulo de Virgo
¿Cómo evolucionan las galaxias? Este es uno de los mayores interrogantes de toda la ciencia. Las galaxias son grandes colecciones de estrellas que nacen de enormes nubes de gas molecular frío que colapsan. Los procesos físicos que rigen el ciclo vital y la evolución de estos complejos sistemas están estrechamente relacionados con la región del espacio en la que residen, el entorno de la galaxia.
La estrella simbiótica R Aqr observada en su fase más crítica
Los sistemas estelares simbióticos están formados por dos estrellas muy próximas entre sí. La primera de ellas suele ser una estrella gigante roja en una etapa de su vida en la que pierde gran parte de su material, tal y como le ocurrirá a nuestro Sol dentro de varios miles de millones de años. Debido a la atracción gravitatoria, el material expulsado cae sobre su compañera, que normalmente es una estrella enana blanca muy caliente.
ALMA revela las propiedades del gas molecular denso en galaxias próximas
Las estrellas nacen en nubes frías de gas molecular y polvo que pueblan las galaxias. Un equipo liderado por los astrónomos del Observatorio Astronómico Nacional (OAN, IGN) Axel García Rodríguez y Antonio Usero ha empleado el potente interferómetro ALMA para investigar una de las grandes incógnitas de este proceso: ¿qué relación hay entre las propiedades de las nubes y su capacidad de formar estrellas?
Astroquímica y el radiotelescopio de Yebes de 40 m: unos números de récord
Las moléculas juegan un papel clave en los procesos de formación de galaxias y de estrellas. El gas molecular domina las regiones más densas del medio interestelar, donde la materia sufre un drástico proceso de transformación, pasando de nubes frías y oscuras a formar estrellas y sistemas planetarios. La astroquímica o astrofísica molecular nos permite entender mejor este proceso mediante el estudio de las moléculas detectadas en el espacio.
Nuevos datos sobre la composición química de las estrellas dobles evolucionadas
La mayoría de estrellas del universo vive su vida en pareja. Algunos de estos sistemas binarios, al envejecer una de las estrellas, crecer y expulsar su corteza, muestran un notable exceso de radiación infrarroja. Esta se debe al polvo y al gas que orbita alrededor de ambas estrellas, confinados a un disco en el plano orbital del sistema, así como a los chorros de material que escapa del disco. Algunos de estos sistemas tienen chorros muy masivos, mientras que en otros, la mayor parte de la masa se encuentra en el disco en rotación. Los procesos químicos que tienen lugar en este tipo de fuentes han sido prácticamente desconocidos hasta ahora.
La química del nacimiento de las estrellas
El estudio de los procesos químicos que se dan en las primeras etapas de la formación estelar y planetaria es uno de los campos punteros de la astrofísica actual, y uno de los principales campos de trabajo de los astrónomos del Observatorio Astronómico Nacional (OAN-IGN). El objetivo es estudiar cómo se forman y destruyen las moléculas en ese entorno, así como el papel que estas moléculas tienen en la propia formación de la estrella. Esto nos proporciona además información sobre la química que pueden heredar los planetas y sobre la historia de los elementos y moléculas que constituyen la base de la vida.
ALMA revela un disco en rotación y un chorro bipolar en una estrella binaria evolucionada
Uno de los aspectos más enigmáticos de las etapas evolutivas es la aparición de fenómenos de pérdida de masa preferentemente en una dirección. Estos chorros bipolares dan lugar a la formación de nebulosas planetarias con estructuras complejas y su origen es uno de los campos de trabajo más importantes de los astrónomos del Observatorio Astronómico Nacional (IGN). En la actualidad existe un creciente consenso de que la bipolaridad debe estar asociada a sistemas estelares binarios, pero la explicación detallada de estos fenómenos dista de ser conocida.
Galaxias activas: un diseño inteligente para alimentar al monstruo central
El equipo de García-Burillo con sus observaciones ha permitido demostrar, por vez primera, que la distribución del gas en las regiones circunnucleares de las galaxias refleja fielmente un diseño muy sofisticado que logra la autorregulación de la actividad nuclear. Todos estos resultados han sido publicados en dos artículos recientes de la prestigiosa revista Astronomy & Astrophysics en el marco del proyecto GATOS (Galaxy Activity Torus and Outflow Survey).
Astrónomos del IGN, utilizando el Radiotelescopio de Yebes, ya han descubierto 22 nuevas moléculas en el espacio
Uno de los objetivos primordiales de la astrofísica actual es determinar la composición química del gas en regiones de formación estelar, en particular la de moléculas orgánicas complejas, que puedan conectarse con el desarrollo de la vida en un futuro sistema planetario. En los últimos años se ha descubierto que las moléculas orgánicas no solo se encuentran en regiones activas de formación estelar, sino también en núcleos preestelares densos y fríos, donde todavía no se ha formado una proto-estrella.
El deuterio revela nuevos detalles de la formación estelar
Una de las formas de entender la evolución de los núcleos pre-estelares es a través de moléculas deuteradas. Un equipo liderado por la astrónoma Gisela Bañó Esplugues del Observatorio Astronómico Nacional ha realizado un estudio de la evolución de una muestra de núcleos pre-estelares en diferentes regiones del cielo
Inicio de la red de astronomía más grande de Europa: ORP
El IGN, a través del Observatorio de Yebes y del Instituto de Radioastronomía Milimétrica, forma parte del dominio de las ondas de radio (RadioNet) desde 2008. La reciente unión de OPTICON y RadioNet ha dado lugar a la red colaborativa de astronomía terrestre más grande de Europa: ORP.
Nacimiento de una estrella masiva
De entre los centenares de miles de millones de estrellas que hay en la Vía Láctea, solo una de cada cien tiene una masa igual o superior a diez veces la masa del Sol, es lo que se denomina una estrella masiva. Estas son las que determinan la evolución de las galaxias.
Estrellas simbióticas: la vida de R Aquarii
Un sistema estelar simbiótico es una pareja de estrellas que orbita una alrededor de la otra; están tan próximas que entran en interacción y se produce intercambio de material entre ellas, al mismo tiempo que se potencia la capacidad del sistema para eyectar material al exterior.
ALMA observa el nacimiento de una galaxia
Las colisiones entre galaxias son procesos espectaculares, fuegos artificiales cósmicos en los que las estrellas se reorganizan produciendo formas únicas y el gas crea extensas colas. ALMA, ha sido testigo de la formación de una nueva galaxia en una colisión de este tipo.
Inicio de la red de astronomía más grande de Europa: ORP
El IGN, a través del Observatorio de Yebes y del Instituto de Radioastronomía Milimétrica, forma parte del dominio de las ondas de radio (RadioNet) desde 2008. La reciente unión de OPTICON y RadioNet ha dado lugar a la red colaborativa de astronomía terrestre más grande de Europa: ORP.
Censo de máseres de SiO en estrellas simbióticas
Las estrellas simbióticas son sistemas de dos estrellas en interacción compuestos por una gigante roja y otra estrella mucho más caliente y pequeña, generalmente una enana blanca, que, tras haber consumido el hidrógeno de su núcleo, comienza la última etapa de su vida quemando el hidrógeno de capas más externas.
Detectando planetas en formación en estrellas jóvenes
Los discos protoplanetarios son estructuras que rodean a las estrellas jóvenes, compuestos de gas y polvo, en cuyo interior se forman los planetas. Estudiando los discos protoplanetarios aspiramos a comprender cómo se formas los planetas y cuál fue la historia evolutiva de nuestro sistema solar.
Nuevas observaciones de estrellas gigantes rojas mediante VLBI
Al llegar al final de sus vidas, las estrellas de masa intermedia, como nuestro Sol, atraviesan la denominada fase de gigante roja; entonces expulsan al espacio la mayor parte de su masa formando una envoltura de gas y polvo. Tras experimentar cambios drásticos en la morfología y química en esta envoltura, las gigantes rojas acaban convirtiéndose en nebulosas planetarias.
Una nueva técnica para estudiar regiones de formación estelar
Las nubes moleculares son enormes concentraciones de gas donde el proceso de formación estelar tiene lugar en la actualidad. Estas nubes recuerdan a las de la atmósfera terrestre en su apariencia irregular, pero su física interna es mucho más compleja debido a la acción combinada de la fuerza de la gravedad, los campos magnéticos, y los movimientos turbulentos del gas.
Nuevas estimaciones de distancias a galaxias lejanas
Debido a la expansión del universo, las galaxias se están alejando de nosotros a mayor velocidad cuanto más distantes se encuentran. Este alejamiento hace que la luz emitida por estas galaxias nos llegue desplazada hacia frecuencias más bajas, de manera análoga a lo que ocurre cuando escuchamos la sirena de una ambulancia alejándose.