Uno de los principales misterios de las estrellas masivas era su rápido crecimiento. ¿Cómo se “alimenta” para eso? Pues un equipo internacional de astrónomos observó directamente el flujo de gas que alimenta a una estrella masiva en formación, y el astrofísico costarricense André Oliva Mercado, de la Universidad de Costa Rica (UCR), participó de este trabajo.
Oliva es investigador del Centro de Investigaciones Espaciales (Cinespa) de la Escuela de Física y cursa su posdoctorado en Alemania.
En entrevista con La Nación, Oliva explicó que una estrella masiva es toda estrella que al final de su vida puede formar un agujero negro o una estrella de neutrones. Son estrellas que tienen masas mayores a ocho veces la masa del Sol. Se forman a partir de nubes de moléculas en colapso gravitacional.
Cuando las estrellas masivas se forman están rodeadas por estructuras llamadas discos de acreción. Estos discos transportan materia y orbitan alrededor de la estrella en formación. Al mismo tiempo se lanzan “chorros” o jets. Estos jets frenan un poco la órbita de la materia alrededor del disco y la materia “cae” y es “absorbida” por la estrella en formación.
El hallazgo en una estrella masiva
Este descubrimiento fue posible gracias a una red de radiotelescopios llamada Very Large Array (VLA). Esta red es operada por el Observatorio Nacional de Radioastronomía de Estados Unidos (NRAO por sus siglas en inglés).
Las pesquisas se centraron en HW2, una estrella joven en la región de formación estelar Cefeo A, a unos 2.300 años luz de la Tierra. Este es el segundo sitio de formación de estrellas masivas más cercano a nuestro planeta.
El trabajo utilizó transiciones específicas del amoníaco (NH₃), una molécula común en las nubes de gas interestelar. Con base en eso, los científicos cartografiaron el anillo de gas caliente que rodea a la estrella HW2. Esto reveló una estructura de disco de acreción, con radios de entre 200 y 700 unidades astronómicas (UA).
Ese disco canaliza el material circundante hacia la estrella, lo que le permite alimentarse y alcanzar masas muy superiores a las del sol.
Una de las masas medidas fue de aproximadamente dos masas solares cada mil años, una de las más altas jamás registradas en una protoestrella de este tipo.
Esta cifra sugiere que los discos de acreción pueden sostener tasas de alimentación extremas. Esto permitiría que una estrella como HW2, que ya tiene 16 veces la masa del Sol, siga creciendo más.
El aporte de Oliva
El trabajo de Oliva se centró en comparar esos resultados mediante simulaciones. Así confirmó que el comportamiento del gas muestra un colapso, casi en caída libre, mientras gira a enormes velocidades, aspecto que concuerda con los modelos teóricos.
“Mis aportes confirman que la gravedad y la rotación trabajan en conjunto para regular el colapso del gas”, afirmó Oliva en entrevista con la UCR.
Para llegar a estas conclusiones, Oliva realizó dos modelos computacionales vitales para la comprensión del crecimiento de las estrellas masivas.
Modelo 1. Un sistema sencillo, pero ajustable para ayudar a los demás investigadores a entender las observaciones de las velocidades del gas. Esto permitió descubrir que el gas, mayormente, cae hacia la estrella, mientras se encuentra rotando.
Modelo 2. Simulación mucho más compleja en la que se observa cómo, a partir de una nube molecular, se forman el disco de acreción y la estrella.
De esta forma se logró una mejor comprensión del fenómeno.