El corazón de una estrella recién nacida, visto en rayos X

Dentro del disco de acreción de una joven estrella.
4 julio 2012

Las observaciones conjuntas de tres telescopios espaciales, entre ellos el telescopio de rayos X de la Agencia Espacial Europea (ESA), XMM-Newton, han desvelado el sorprendente comportamiento de una joven estrella de tipo solar, que rota a gran velocidad mientras expulsa plasma súpercaliente.

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Credits: ESA - C. Carreau

XMM-Newton, el telescopio de la NASA Chandra y el japonés Suzaku dan así nuevas pistas para entender una cuestión fundamental en astronomía: cómo se foman las estrellas de la clase de nuestro sol.

Se sabe que nacen a partir de nubes de gas y polvo, que al colapsar hacia su propio centro de gravedad forman una densa protoestrella rodeada por un disco de gas y polvo.

La protoestrella sigue creciendo a medida que el material del disco cae hacia ella, atraído por la gravedad y a velocidades que llegan a alcanzar los varios cientos de kilómetros por segundo.

Una parte pequeña del material, sin embargo, en lugar de engordar a la joven estrella es expulsado por sus polos norte y sur, en chorros que salen a gran velocidad.

Estos jets pueden ser muy variables, lo que apunta a la existencia de actividad energética en las regiones más interiores del objeto.

El problema es que la densa envoltura de gas y polvo que rodea la estrella dificulta mucho la visión de lo que está pasando. Los rayos X sí pueden atravesar esta capa densa y oscura.

Monitorizando variaciones en la intensidad de los rayos X emitidos por la joven estrella de tipo solar V1647 Ori, los astrónomos han deducido lo que podría estar pasando tras el manto de polvo.

La estrella se encuentra a 1300 años luz de distancia, en la nebulosa McNeil, y ha sido observada por los telescopios XMM-Newton, Chandra y Suzaku durante dos brotes de actividad multianuales. El primero duró de 2003 a 2006; el segundo lleva en marcha desde 2008.

Durante estas largas fases la estrella aumenta su masa más rápido de lo habitual, emite más rayos X y sufre un fuerte aumento de temperatura, hasta alcanzar los 50 millones de grados Celsius.

“Creemos que la actividad magnética en la superficie estelar, o a su alrededor, es lo que crea el plasma supercaliente”, dice Kenji Hamaguchi, autor principal de la publicación que explica los resultados, en Astrophysical Journal.

“Lo que podría mantener este comportamiento es el continuo retorcimiento, ruptura y reconexión entre los campos magnéticos de la estrella y el disco, que rotan a distintas velocidades.

“La actividad magnética en la superficie estelar también podría estar causada por la acreción de material sobre ella”.

Los datos muestran también que en la emisión de rayos X hay otra variación que se repite regularmente, con un periodo aproximado de sólo un día.

Para una estrella del tamaño de V1647 Ori esto implica que está rotando a la máxima velocidad posible, sin hacerse pedazos.

Mientras la estrella rota el material del disco cae sobre ella, en regiones con forma buñuelo y situadas en puntos opuestos de su superficie.

“Creemos que el plasma súpercaliente está localizado en la superficie de la estrella, que rota con un periodo de un día”, dice el Dr Hamaguchi.

“Las variaciones de flujo que vemos se deben probablemente a que las regiones brillantes emergen y desaparecen de nuestra línea de visión”.

Aún así, el hecho de que la emisión de rayos X se produzca en latidos regulares, como se ha detectado en varias ocasiones entre 2004 y la actualidad, sugiere que a pesar del comportamiento caótico la configuración a gran escala del sistema estrella-disco permanece estable durante años.

“Estas observaciones de V1647 Ori por parte de este trío de satélites nos ayuda a entender mejor lo que podría estar ocurriendo dentro de los discos de polvo de las estrellas en formación”, dice Norbert Schartel, Jefe Científico de XMM-Newton, de la ESA.

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