Las estrellas más masivas del universo nacen rodeadas por discos de gas y polvo que alimentan su crecimiento. Sin embargo, durante décadas existió una pregunta sin respuesta clara: si ese material transfiere cada vez más rotación a la estrella en formación, ¿por qué no termina girando tan rápido que se desestabiliza?
Un estudio liderado por el científico costarricense André Oliva, del Centro de Investigaciones Espaciales (Cinespa) de la Universidad de Costa Rica (UCR), propone una explicación basada en el papel de los chorros protoestelares.
La investigación, publicada en la revista Astronomy & Astrophysics, fue realizada por especialistas de la UCR, la Universidad de Ginebra (Suiza) y el Observatorio de Yunnan (China). El trabajo analiza el origen de las tasas de rotación de las estrellas masivas, aquellas que poseen al menos ocho veces la masa del Sol.
Los autores estudiaron si los campos magnéticos presentes en los chorros expulsados durante las primeras etapas de formación estelar pueden retirar suficiente momento angular —la propiedad física asociada al giro— para impedir que la estrella alcance velocidades críticas de rotación.
Para investigarlo, el equipo combinó dos tipos de simulaciones computacionales. Primero reprodujo el colapso gravitacional de una nube molecular, la formación del disco de acreción y el lanzamiento de chorros impulsados por campos magnéticos. Luego incorporó esos resultados en modelos de evolución estelar para seguir cómo se redistribuye la rotación dentro de la estrella en desarrollo.
Los cálculos mostraron que los chorros transportan hacia el exterior suficiente momento angular para mantener a la protoestrella por debajo de la velocidad crítica durante toda la etapa de acreción. Además, el estudio encontró que la intensidad del chorro influye directamente en la velocidad final de rotación de la estrella. Según los autores, esto puede explicar por qué las estrellas masivas nacen con distintas velocidades de giro.
El equipo encontró que existe un equilibrio entre dos fuerzas que actúan durante el nacimiento de la estrella. Por un lado, el disco de acreción, formado por gas y polvo que cae hacia la estrella, aumenta progresivamente su velocidad de rotación. Por otro, los chorros protoestelares expulsan parte del momento angular hacia el espacio y evitan que ese giro se acelere hasta niveles extremos.
Según constató André Oliva en un comunicado divulgado por la Oficina de Comunicación Institucional de la UCR, este mecanismo es especialmente importante porque alrededor del 90% de las estrellas masivas no poseen campos magnéticos estelares detectables. En esos casos, el campo magnético asociado a los chorros sería el principal responsable de regular la velocidad de rotación.
La investigación también contó con apoyo del clúster de supercómputo de la UCR, utilizado para ejecutar los complejos modelos numéricos necesarios para reconstruir estas etapas tempranas de formación estelar.