Herschel desvela los misterios del proceso de formación de las estrellas

Los primeros resultados científicos obtenidos con Herschel están siendo presentados hoy en el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial (ESTEC) de la ESA; estas primeras conclusiones desafían a las teorías actuales sobre la formación de las estrellas y proponen nuevos caminos para futuras investigaciones.

Las observaciones realizadas con Herschel de la nube de formación de estrellas RCW 120 han desvelado una estrella embrionaria que podría convertirse en una de las estrellas más grandes y más brillantes de nuestra Galaxia en los próximos cientos de miles de años. Actualmente ya cuenta con una masa unas ocho o diez veces superior a la de nuestro Sol, y continúa rodeada por una nube de gas y polvo de unas 2000 masas solares de la que podrá seguir alimentándose durante los próximos miles de años.

“Esta estrella sólo puede seguir creciendo”, comenta Annie Zavagno, del Laboratorio de Astrofísica de Marsella. Las estrellas masivas son poco frecuentes y su vida es relativamente corta. El poder observar una de ellas durante su proceso de formación representa una oportunidad única para intentar resolver una de las grandes paradojas de la astronomía. “Según las teorías actuales, no es posible la formación de estrellas con una masa superior a ocho veces la de nuestro Sol”, aclara la Doctora Zavagno.

Esto es debido a que la intensa luz emitida por las estrellas de este tamaño debería dispersar las nubes que las rodean antes de ser capaces de acumular más masa. Pero por algún motivo todavía desconocido, estas estrellas existen. Actualmente se conocen varios ejemplos de estas estrellas ‘imposibles’, algunas con una masa de hasta 150 veces la de nuestro Sol, pero ahora que Herschel ha descubierto una de ellas en plena formación, los astrónomos tienen la oportunidad de analizar dónde fallan sus teorías.

Herschel es el mayor telescopio astronómico jamás lanzado al Espacio. El diámetro de su espejo principal es cuatro veces mayor que el de cualquier otro telescopio espacial en la banda del infrarrojo y 1.5 veces mayor que el del Hubble. Cuando se empieza a formar una nueva estrella, el polvo y el gas que la rodean se calientan a unas decenas de grados sobre el cero absoluto, emitiendo radiación en la banda del infrarrojo lejano. La atmósfera de la Tierra bloquea completamente la mayor parte de esta radiación, lo que hace imprescindible el uso de telescopios situados fuera de nuestro Planeta.

Gracias a su resolución y a su sensibilidad sin precedentes, Herschel está realizando un censo de las regiones de formación de estrellas de nuestra Galaxia. “Antes de Herschel, no estaba claro cómo el gas y el polvo de la Vía Láctea podían agregarse hasta alcanzar la densidad necesaria para dar lugar a una nueva estrella, manteniendo una temperatura lo suficientemente baja como para no dispersar la nube de formación”, comenta Sergio Molinari, del Instituto de Física del Espacio Interplanetario de Roma.

Una de las imágenes publicadas hoy muestra precisamente este fenómeno en varias nubes de formación de estrellas de la Vía Láctea. Los embriones de estrellas se forman primero en el interior de brillantes filamentos de polvo y gas, que se extienden a lo largo de toda la Galaxia. Estos filamentos evolucionan hasta formar auténticas cadenas de nubes de formación de estrellas, que pueden alcanzar varias decenas de años-luz de longitud, envolviendo a nuestra Galaxia en una especie de ‘red’ de estrellas en formación.

Herschel también ha observado el espacio profundo, más allá de los límites de nuestra Galaxia, y ha sido capaz de captar la radiación infrarroja emitida por miles de galaxias en una región del Universo que se extiende a lo largo de varios miles de millones de años-luz. Cada galaxia aparece tan sólo como un pequeño punto, pero al medir su brillo los astrónomos son capaces de determinar la tasa de formación de estrellas en su interior. A grandes rasgos, cuanto más brille la galaxia en infrarrojo, más estrellas se están formando en su interior.

En este aspecto, Herschel vuelve a desafiar a las teorías actuales al demostrar que las galaxias han evolucionado de una forma mucho más rápida de lo que se creía inicialmente. Los astrónomos pensaban que las galaxias habían estado formando estrellas a un ritmo prácticamente constante durante los últimos tres mil millones de años. Herschel ha demostrado que estaban equivocados.

En el pasado, había muchas más galaxias con ‘brotes estelares’, en las que se formaban estrellas a una tasa 10-15 veces superior a la que se puede observar hoy en día en la Vía Láctea. Sin embargo, todavía no se comprende por qué ha cesado esta frenética actividad. “Herschel nos permitirá investigar la causa de este comportamiento”, comenta Steve Eales, de la Universidad de Cardiff, Reino Unido.

Herschel es también un instrumento capaz de detectar moléculas en el Universo. Recientemente ha descubierto un nuevo ‘estado’ del agua en el espacio, con carga eléctrica y que, al contrario que los estados más familiares (hielo sólido, agua líquida o vapor de agua), no se encuentra en la Tierra de forma natural.

Este estado de agua ionizada se genera de forma natural en las nubes que rodean a las estrellas en formación, donde la luz ultravioleta que se filtra a través del gas puede arrancar un electrón de la molécula de agua, dejándola con una carga eléctrica positiva.

“La detección de vapor de agua ionizado ha sido toda una sorpresa”, comenta Arnold Benz, del ETH de Zúrich, en Suiza. “Este hecho demuestra que durante las primeras etapas de formación de una estrella se producen reacciones tan violentas que son capaces de emitir radiación ultravioleta a través de la nube”.

Los resultados obtenidos por Herschel en su primer año de operaciones, que abarcan desde las más grandes galaxias hasta las más pequeñas moléculas, están siendo presentados a la comunidad científica durante el Simposio sobre los Primeros Resultados de Herschel, ESLAB 2010, que se celebra esta semana en el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial (ESTEC) de la ESA en Noordwijk, Países Bajos.

“Herschel todavía lleva poco tiempo en órbita, estos resultados son sólo el comienzo de todos los avances científicos que se podrán realizar en los próximos años gracias a esta misión”, concluye Göran Pilbratt, Científico del Proyecto Herschel para la ESA.