El telescopio James Webb descubre un chorro protoestelar en los confines de la Vía Láctea

El telescopio espacial James Webb ha descubierto un inmenso chorro protoestelar en los confines de la Vía Láctea, lo cual ha permitido a un equipo investigador en el que ha participado el Instituto de Astrofísica de Andalucía, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, (IAA-CSIC) poner a prueba las teorías sobre la formación de estrellas masivas.

Según ha detallado el IAA-CSIC en una nota de prensa recogida por Europa Press este jueves, el chorro se ha detectado en Sharpless 284, una región de formación estelar donde la metalicidad es «significativamente más baja» que en otras zonas de la galaxia.

En las primeras etapas de su vida, las estrellas expulsan al espacio chorros de gas muy veloces –supersónicos respecto al gas circundante– que pueden alcanzar varios años luz de longitud. Estos chorros protoestelares son una de las manifestaciones más espectaculares del nacimiento estelar y constituyen una pieza clave para “entender cómo las estrellas jóvenes regulan su crecimiento”.

Ocho años luz de extensión

Este estudio, recientemente publicado en la revista científica ‘The Astrophysical Journal’, ha identificado un chorro protoestelar de ocho años luz de extensión —casi el doble de la distancia entre el Sol y el sistema estelar más cercano, Alfa Centauri.

“Gracias a nuestros modelos hemos calculado que la masa de la protoestrella que impulsa este chorro es de unas diez veces la del Sol”, ha señalado el investigador del IAA-CSIC Rubén Fedriani, uno de los principales autores del estudio.

«Este resultado es muy relevante porque aún no está claro cómo se forman las estrellas masivas, y la morfología de su chorro nos puede dar pistas sobre este proceso», ha añadido Fedriani.

Un hallazgo fortuito

El hallazgo, captado por este telescopio construido y operado conjuntamente por la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA), fue fortuito, según ha explicado el investigador en el Observatorio Astronómico Nacional de Japón Yu Cheng, autor principal del estudio.

«No sabíamos realmente que existía una estrella masiva con este tipo de superchorro antes de la observación. Una eyección tan espectacular de hidrógeno molecular desde una estrella de gran masa es algo raro en otras regiones de nuestra galaxia», ha señalado.

La periferia de la Vía Láctea

Sharpless 284 es una región de formación estelar situada en la periferia de la Vía Láctea. Esta localización es para los expertos «especialmente interesante» ya que en estas zonas galácticas la metalicidad –la proporción de elementos más pesados que el helio, fundamentales para la formación de planetas– es “considerablemente más baja” que en el resto de la galaxia.

Aunque este parámetro tiende a aumentar con el tiempo cósmico, a medida que sucesivas generaciones de estrellas liberan productos de fusión nuclear mediante vientos estelares y supernovas, la baja metalicidad de Sharpless 284 refleja su carácter “relativamente primitivo”.

Esto la convierte en un análogo local de los entornos del universo temprano, también pobres en elementos pesados. “Nuestro descubrimiento está arrojando luz sobre el mecanismo de formación de estrellas masivas en entornos de baja metalicidad, de modo que podemos usar esta estrella como un laboratorio para estudiar qué sucedía en la historia cósmica temprana”, ha explicado Cheng.

Filtro específico de hidrógeno molecular

El IAA-CSIC ha desempeñado un papel “clave” en el diseño de la parte técnica de las observaciones realizadas con el telescopio James Webb. En particular, el investigador Rubén Fedriani, especialista en formación estelar y chorros protoestelares, incorporó el filtro específico de hidrógeno molecular que dio lugar al descubrimiento del chorro protoestelar, lo que resultó decisivo para llegar a uno de los resultados principales del estudio.

“Según observamos en el chorro de Sharpless 284, todo hace indicar que la formación de esta protoestrella masiva es una versión escalada de la formación estelar de baja masa”, ha explicado Fedriani

Tras el rastro de las estrellas masivas

Durante más de tres décadas, la formación de estrellas masivas ha sido objeto de un intenso debate en la comunidad astronómica. Existen dos modelos teóricos principales que intentan explicar este proceso.

Por un lado, la teoría de acreción por núcleo propone que estas estrellas se forman de manera ordenada, mediante la acumulación de material a través de un disco denso y relativamente estable que rodea a la protoestrella, similar a la formación de estrellas como el Sol.

Por otro, la teoría de acreción competitiva sugiere un escenario «mucho más caótico», en el que la protoestrella crece al atraer material desde distintas direcciones, sin un eje definido, lo que daría lugar a una estructura menos simétrica y más irregular.

Grado de simetría y colimación

“Una de las primeras cosas que nos sorprendió al analizar las observaciones fue el grado de simetría y colimación del chorro”, ha detallado Fedriani. Esta morfología sugiere que la formación de la protoestrella ha sido un proceso altamente organizado, en consonancia con lo que postula la teoría de acreción por núcleo.

Si el proceso de crecimiento hubiera sido más caótico, como propone el modelo de acreción competitiva, cabría esperar un chorro con curvas, desviaciones o cambios de orientación. Sin embargo, en Sharpless 284 se ha observado un chorro estable, cuyos dos lados están prácticamente alineados a 180 grados.

Este hallazgo supone un avance importante en la comprensión de cómo se forman las estrellas masivas. “Muchas de estas estrellas terminan su vida en forma de supernova, liberando al medio interestelar los elementos pesados que posteriormente se encuentran en la Tierra y en nosotros mismos, por lo que de algún modo, entender este proceso es también entender nuestros propios orígenes”, ha concluido el científico del IAA-CSIC.