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La visión infrarroja de Spitzer presenta dos de sus nuevos descubrimientos.

Dos nuevos resultados del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA que fueron publicados el 10 de noviembre están ayudando a los astrónomos a entender mejor la forma en que nacen las estrellas a partir de espesas nubes de gas y polvo, y cómo las moléculas de esas nubes se convierten finalmente en planetas.

Dos descubrimientos, la detección de un extrañamente débil objeto dentro de lo que se pensaba era una nube vacía, y el descubrimiento de bloques de hielo constructores de planetas en un sistema que se cree es parecido a nuestro propio sistema solar durante su infancia, fueron presentados ese día en la primera conferencia sobre ciencia de Spitzer en Pasadena, California.

Una estrella escondida

Spitzer examinó un grupo de objetos sin estrellas conocidas para estudiar las propiedades de esas regiones antes de la formación de estrellas. El primero de esos “núcleos sin estrellas” en ser examinado guardaba una sorpresa: una fuente de luz infrarroja apareció donde nadie la esperaba. El brillante punto amarillo en el centro es el objeto detectado. El color rojo traza un componente de polvo más frío. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Desde que las observaciones científicas de Spitzer comenzaron, hace menos de un año, las capacidades infrarrojas del observatorio espacial han revelado cientos de objetos espaciales demasiado débiles, fríos o distantes como para ser vistos por otros telescopios.

En uno de los descubrimientos, los astrónomos detectaron un tenue objeto parecido a una estrella en el lugar menos esperado, un “núcleo sin estrellas”. Llamados así por la aparente carencia de estrellas, los núcleos sin estrellas son densos nudos de gas y polvo que deberían eventualmente formar estrellas individuales recién nacidas.

Las observaciones previas no mostraban ningún indicio de fuente alguna en L1014. La imagen en luz visible mostrada aquí procede del Digital Sky Survey. La nube oscura en el centro es el núcleo, que resulta completamente opaco en luz visible debido al oscurecimiento provocado por el polvo.

Imagen de L1014 en luz visible. En estas longitudes de onda no se observa ningún cuerpo estelar. Crédito: NASA / JPL-Caltech / N. Evans (Univ. of Texas at Austin) / DSS

Utilizando los ojos infrarrojos de Spitzer, un equipo de astrónomos liderado por el Dr. Neal Evans de la Universidad de Texas en Austin, sondeó docenas de estos núcleos polvorientos para ganar conocimiento sobre las condiciones necesarias para el nacimiento de las estrellas.


Los núcleos sin estrellas resultan fascinantes de estudiar porque nos cuentan sobre las condiciones existentes poco antes del nacimiento de una estrella. La comprensión de este ambiente es clave para mejorar nuestras teorías sobre la formación estelar, dijo Evans.

Uno de los objetos observados fue el así denominado L1014, por ser el objeto No. 1.014 en una lista de nubes oscuras y polvorientas, compilada hace más de 40 años por el astrónomo Beverly Lynds. Estos objetos han probado ser el hogar de una rica variedad de moléculas, y son los lugares de nacimiento de estrellas y planetas.

Pero cuando miraron dentro de este núcleo se encontraron con una sorpresa: un resplandor cálido proveniente de un objeto parecido a una estrella.

Concepción artística de L1014, donde se atisba el interior de la nube para observar el nacimiento de una estrella. Si, como los astrónomos sospechan, hay allí una joven estrella, tendría una estructura similar a la que se muestra en esta ilustración. Crédito: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC)

En la ilustración de la izquierda, el artista nos muestra que el polvo oscuro de la nube, atraído por la gravedad de la estrella recién nacida, forma un disco que cae en espiral hacia ella.

A menudo, el nacimiento escondido de una estrella es anunciado por flujos salientes bipolares, es decir, chorros de material que se mueven hacia fuera desde los polos de la estrella. Aunque los astrónomos ven una débil “nubosidad en forma de abanico” donde se podría esperar que estuvieran los chorros, la existencia de los mismos no ha sido confirmada todavía.

El objeto desafía todos los modelos de formación estelar. Es más débil de lo que se esperaba de una estrella joven. Los astrónomos teorizan que el misterioso objeto es uno de tres posibles: la más joven “estrella fallada”, o enana marrón, detectada hasta ahora; una estrella recién nacida capturada en una etapa muy primitiva de su desarrollo, o algo completamente diferente.

También podría representar un tipo diferente de formación de estrellas o de enanas marrones. Los objetos como éste son tan débiles que los estudios anteriores podrían haber fracasado en detectarlos. También podría ser una versión furtiva de formación estelar, dijo Evans.

El nuevo objeto está localizado a 600 años luz de distancia (aunque todavía no se la fijado con precisión), en la dirección de la constelación del Cisne.

Hielo en los discos planetarios

En otro descubrimiento, los ojos infrarrojos de Spitzer han escudriñado el lugar donde nacen los planetas (el centro de un disco polvoriento que rodea a una estrella infantil), y han podido espiar a los helados ingredientes que conformarán a los planetas y a los cometas. Esta es la primera detección definitiva de hielos en discos de formación planetaria.

Dando en el blanco. Todo depende, literalmente, del punto de vista del observador. Crédito: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC)

El disco es muy parecido a como imaginamos que fue nuestro sistema solar cuando tenía apenas unos pocos centenares de miles de años de edad. Tiene el tamaño correcto, y la estrella central es pequeña y probablemente lo suficientemente estable como para sostener a un sistema planetario rico en agua durante varios miles de millones de años en el futuro, dijo el Dr. Klaus Pontoppidan del Observatorio de Leiden en Holanda, que fue quien dirigió al equipo que realizó el descubrimiento.

Anteriormente, los astrónomos habían visto hielos, o partículas de polvo cubiertas de hielo, en los enormes capullos de polvo y gas que rodean a las estrellas jóvenes, pero no habían podido distinguir a estos hielos de los que se encuentran en la porción interna formadora de planetas de un disco estelar. Utilizando la ultra-sensible visión infrarroja de Spitzer, y un truco inteligente, Pontoppidan y sus colegas fueron capaces de superar los inconvenientes de este desafío.

El truco consistió en observar a la joven estrella y a su disco al “amanecer”. Los discos pueden ser vistos desde una variedad de ángulos, que van desde el costado, o canto, donde los discos se muestran como barras oscuras, hasta la visión de frente (“arriba o abajo”, como queramos decirlo), donde los discos son difuminados por la luz de la estrella central. Hallaron que si el disco es observado en un ángulo de 20 grados, en una posición similar a la que nuestro Sol se muestra al amanecer sobre el horizonte, podrían ver los hielos.

Espectro de hielos en un disco protoplanetario, obtenido por Spitzer. Crédito: NASA/JPL-Caltech/K. Pontoppidan (Leiden Observatory)

“Dimos en el blanco”, dijo Pontoppidan. “Nuestros modelos predijeron que la búsqueda de hielos en los discos en un problema de hallar un objeto con el ángulo exacto de visión, y Spitzer confirmó ese modelo”.

En este sistema, conocido para los astrónomos como CRBR 2422.8-3423 y ubicado a unos 120 años luz de distancia, los científicos encontraron iones de amonio así como componentes de agua y de hielo de bióxido de carbono.

Esta observación fue posible gracias a la combinación de la sensibilidad única del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA y a la alineación de este sistema en particular.

El espectrógrafo de Spitzer funciona en forma parecida a un prisma, diseminando la luz en sus partes componentes, o espectro. Los científicos estudian este arco iris infrarrojo, midiendo la cantidad de luz que nos llega en diferentes longitudes de onda. Así se puede determinar la composición del disco.

Los diferentes hielos del disco tienen, cada uno de ellos, sus “colores” infrarrojos únicos, y bloquearán la luz en diferentes partes del espectro de la estrella. Por ejemplo, el valle formado en el espectro alrededor de los 6 micrones indica la presencia de hielo de agua. El rasgo en los 7 micrones es causado por iones de amonio calientes, y por lo tanto deben estar cerca de la estrella, dentro de la porción interior de la región formadora de planetas del disco.

La conferencia de ciencia de Spitzer, “El Telescopio Espacial Spitzer: Nueva Visión del Cosmos”, se está llevando a cabo en el Hotel Sheraton de Pasadena.

El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA maneja la misión Telescopio Espacial Spitzer para el Directorio de Misión Científica de la NASA en Washington, D.C.. Las operaciones de ciencia son dirigidas en el Centro de Ciencia de Spitzer, en Pasadena, California. JPL es una división de Caltech.

Telescopio Espacial de Rayos-X Spitzer. Crédito: NASA / JPL Caltech

Enlace con el artículo en inglés.

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Web Site: Universe Today
Artículo: “A Solar System's Icy Building Blocks”
Fecha: Noviembre 10, 2004

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Para Astroseti.org: Heber Rizzo Baladán

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