Primera observación de un disco alrededor de una estrella en otra galaxia

Nuevas observaciones con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), que tiene el Observatorio Europeo Austral (ESO) y otros socios en Chile, han permitido descubrir en la Gran Nube de Magallanes una estrella masiva joven creciendo, ‘acretando’ (acumulando) materia de su entorno y formando un disco giratorio. Es la primera vez que se encuentra, fuera de nuestra galaxia, un disco de este tipo, idéntico a los que forman planetas en nuestra propia Vía Láctea.

“Cuando vi por primera vez la evidencia de una estructura giratoria en los datos de ALMA, no podía creer que hubiéramos detectado el primer disco de acreción extragaláctico. Fue un momento especial”, afirma Anna McLeod, profesora asociada de la Universidad de Durham (Reino Unido) y autora principal del estudio publicado en Nature.

“Sabemos que los discos son vitales para la formación de estrellas y planetas en nuestra galaxia, y ahora, por primera vez, estamos viendo evidencias directas de este proceso en otra galaxia”, subraya.

Este estudio continua con las observaciones realizadas con el instrumento MUSE, instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, que detectó un chorro lanzado por una estrella en formación, un sistema bautizado como HH 1177en el interior de una nube de gas en la Gran Nube de Magallanes.

“Descubrimos un chorro que provenía de esta joven estrella masiva, y su presencia es una señal de la acreción continua del disco”, declara McLeod. Pero para confirmar la presencia del disco, el equipo necesitaba medir el movimiento del denso gas que hay alrededor de la estrella.

La materia atraída hacia una estrella en crecimiento no cae directamente sobre ella, sino que se aplana en un disco giratorio alrededor de la misma. Cuanto más cerca está del centro, el disco gira más rápido, y esta diferencia de velocidad es la prueba irrefutable que muestra a la comunidad astronómica la presencia de un disco de acreción.

“La frecuencia de la luz cambia dependiendo de la rapidez con la que el gas que emite la luz se acerca o se aleja de nosotros”, explicaJonathan Henshaw, investigador de la Universidad John Moores de Liverpool (Reino Unido) y coautor del estudio. “Es el mismo fenómeno que ocurre cuando el tono de la sirena de una ambulancia cambia a medida que pasa y la frecuencia del sonido va de mayor a menor”, compara el investigador.

Nube madre, LHA 120-N 180B (izquierda) captada por MUSE en la que se observó por primera vez el sistema HH 1177. La imagen del centro muestra los chorros que lo acompañan (desplazado hacia al azul la parte dirigida hacia nosotros y en rojo, la alejada). A la derecha, observado con ALMA. / ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. McLeod et al.

Las detalladas mediciones de frecuencia de ALMA permitieron a los autores distinguir el giro característico de un disco, confirmando la detección del primer disco alrededor de una estrella joven extragaláctica.

Las estrellas masivas, como la observada, se forman mucho más rápido y viven vidas mucho más cortas que las estrellas de baja masa como nuestro Sol. En nuestra galaxia, estas estrellas masivas son bastante difíciles de observar y, a menudo, están oscurecidas por el material polvoriento del que se forman cuando se genera un disco a su alrededor.

Sin embargo, en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia a 160.000 años luz de distancia, el material del que nacen nuevas estrellas es sustancialmente diferente al de la Vía Láctea. Gracias al menor contenido de polvo, HH 1177 ya no está envuelta en su burbuja original, lo que ofrece a los astrónomos una vista sin obstáculos, aunque lejana, de la formación de estrellas y planetas.

“Estamos en una era de rápidos avances tecnológicos en lo que respecta a las instalaciones astronómicas”, declara McLeod, emocionado de “poder estudiar cómo se forman las estrellas a distancias tan increíbles y en una galaxia diferente”.

Referencia:

Anna F. McLeod et al. “A likely Keplerian disk feeding an optically revealed massive young star”. Nature, 2023