Astrónomos son sorprendidos por segundo anillo de moléculas pesadas en estrella recién nacida

Astrónomos son sorprendidos por segundo anillo de moléculas pesadas en estrella recién nacida

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En la vida a veces necesitamos temperaturas correctas para algunas cosas. La mantequilla es un ejemplo. Si se enfría demasiado, se endurece tanto que se vuelve muy difícil untar una rebanada de pan, pero si se calienta mucho, se vuelve líquida y tampoco sirve.

En el espacio pasa lo mismo con la formación de algunas moléculas como DCO+. La molécula DCO+ se compone de tres átomos: deuterio, carbono y oxígeno, de ahí las tres letras que lleva su nombre (el símbolo + indica que la molécula perdió uno de sus electrones, con lo cual cobró una carga eléctrica positiva).

Los astrónomos saben cómo se forman las moléculas de DCO+ en los discos de polvo y gas que rodean las estrellas recién nacidas. Primero, el gas de monóxido de carbono (CO) se combina con el hidrógeno (H) para formar HCO+. Luego, si la temperatura del disco no es demasiado elevada, los átomos de hidrógeno pueden ser reemplazados por átomos de deuterio y formar DCO+.

Así, en las partes del disco cercanas a la estrella, donde la temperatura es demasiado alta para este proceso de “intercambio”, las moléculas de DCO+ no pueden formarse. Y tampoco se forman en las partes más alejadas, donde las temperaturas son muy bajas, pues el gas de monóxido de carbono empieza a congelarse.

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Las observaciones de la joven estrella IM Lupi realizadas con ALMA revelaron la existencia de moléculas de DCO+ en un anillo alrededor de la estrella, una zona relativamente estrecha donde las temperaturas son ideales. Hasta aquí no hay sorpresas. La gran sorpresa se dio cuando ALMA encontró un segundo anillo de moléculas de DCO+ más alejado de la estrella.

¿Cómo es posible? Aparentemente, en las zonas más alejadas el disco se vuelve más delgado y tenue. En consecuencia, la luz estelar puede penetrar mucho más en el disco y aumentar la temperatura lo suficientemente como para evaporar el gas de monóxido de carbono, que vuelve a su estado gaseoso. Y apenas hay nuevamente gas de monóxido de carbono disponible, las moléculas de HCO+ y DCO+ comienzan a formarse.

A primera vista, este resultado puede no impresionar demasiado. Pero para los astrónomos es importante, pues es un indicio de que las moléculas pesadas pueden formarse en lugares donde no esperábamos. Algún día este hallazgo podría enseñarnos más sobre la formación y distribución de moléculas en nuestro propio Sistema Solar, que se formó a partir de un disco bastante parecido al que rodea a la estrella IM Lupi.

¿Qué se observó?

IM Lupi es una estrella recién nacida que se encuentra en la constelación austral de Lupus (el Lobo), a cerca de 620 años luz de nosotros. Tiene apenas un millón de años de vida, aproximadamente, con lo cual todavía está rodeada por un espeso disco de polvo y gas donde podrían formarse planetas en el futuro. IM Lupi tiene una masa similar a la de nuestro Sol, pero su temperatura superficial es inferior: cerca de 3.600 grados centígrados. No obstante, como es casi tres veces más grande que el Sol, IM Lupi genera más radiación, y su producción energética es un 90 % superior a la luminosidad de nuestro Sol.

¿Quiénes observaron?

Las observaciones de IM Lupi fueron realizadas con ALMA por un equipo internacional de astrónomos encabezado por Karin Öberg, del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, en Cambridge (EE.UU.). Karin trabajó con colegas de su misma institución y con astrónomos del Centro de Ciencias Informáticas de la Universidad de Tsukuba (Japón) y del Observatorio de Leiden (Países Bajos). Los astrónomos publicaron los resultados de su estudio el 4 de septiembre de 2015 en la revista The Astrophysical Journal.