Fotografía multicolor RCW 120 de Spitzer que muestra polvo caliente (rojo), gas caliente (verde) y emisión de estrellas (azul). Los contornos muestran espectroscopia [CII] línea de carbono ionizado según lo observado por SOFIA, que indica una fuerte expansión del área hacia nosotros (contornos azules) y lejos de nosotros (contornos rojos). La estrella amarilla indica la ubicación de la estrella masiva central en RCW 120. Fuente: Matteo Luisi, West Virginia University
En el cielo del sur, a unos 4.300 años luz de la Tierra, se encuentra RCW 120, una enorme nube brillante de gas y polvo. Esta nube, conocida como nebulosa de emisión, está formada por gases ionizados y emite luz en diferentes longitudes de onda. Un equipo internacional dirigido por científicos de la Universidad de West Virginia estudió RCW 120 para analizar los efectos de la retroalimentación de las estrellas, un proceso mediante el cual las estrellas inyectan energía de nuevo en su entorno. Sus observaciones mostraron que los vientos estelares hicieron que la región se expandiera rápidamente, lo que les permitió limitar la edad de la región. Estos hallazgos indican que RCW 120 debe tener menos de 150.000 años, lo que es muy joven para una nebulosa de este tipo.
A unos siete años luz del centro de RCW 120 se encuentra el borde de la nube en la que se están formando una multitud de estrellas. ¿Cómo se forman todas estas estrellas? Para responder a esta pregunta, necesitamos profundizar en el origen de la nebulosa. RCW 120 tiene una estrella joven y masiva en el centro que produce poderosos vientos estelares. Los vientos estelares de esta estrella son muy similares a los de nuestro propio sol en el sentido de que expulsan materia de su superficie al espacio. Este viento estelar choca y comprime las nubes de gas circundantes. La energía inyectada en la nebulosa hace que se formen nuevas estrellas en las nubes, un proceso conocido como “retroalimentación positiva” porque la presencia de una estrella central masiva tiene un efecto positivo en la formación estelar futura. El equipo, incluido el investigador de WVU Matteo Luisi, utilizó SOFIA (Observatorio estratosférico de astronomía infrarroja) para estudiar la interacción de estrellas masivas con su entorno.
SOFIA es un observatorio de aviación que consta de un telescopio de 8,8 pies (2,7 metros) transportado por un avión Boeing 747SP modificado. SOFIA observa un rango infrarrojo del espectro electromagnético que va más allá de lo que los humanos pueden ver. Para los observadores en tierra, el vapor de agua en la atmósfera bloquea la mayor parte de la luz del espacio que los astrónomos infrarrojos están interesados en medir. Sin embargo, su altitud de crucero de siete millas (13 km) coloca a SOFIA por encima de la mayor parte del vapor de agua, lo que permite a los científicos estudiar las regiones de formación de estrellas de formas que no serían posibles desde la Tierra. En vuelo, el observatorio observa campos magnéticos azules, regiones de formación de estrellas (como RCW 120), cometas y nebulosas por la noche. Gracias al nuevo receptor upGREAT, que se instaló en 2015, el telescopio aéreo puede mapear grandes áreas del cielo con mayor precisión que nunca. Las observaciones de RCW 120 son parte de la encuesta SOFIA FEEDBACK, un proyecto internacional dirigido por los científicos Nicola Schneider de la Universidad de Colonia y Alexander Tielens de la Universidad de Maryland, que utilizan upGREAT para observar múltiples regiones de formación estelar.
El equipo de investigación decidió realizar observación espectroscópica [CII] una línea de SOFIA que se emite a partir de carbono ionizado disperso en una región de formación de estrellas. “La [CII] la línea es probablemente el mejor indicador de retroalimentación a escalas pequeñas y, a diferencia de las imágenes infrarrojas, nos brinda información de velocidad, lo que significa que podemos medir cómo se mueve el gas. Un hecho que podemos observar ahora [CII] fácilmente a través de grandes regiones del cielo con upGREAT hace que SOFIA sea un instrumento verdaderamente poderoso para estudiar la retroalimentación de las estrellas con mayor detalle de lo que era posible antes ”, dice Matteo.
Utilizándolos [CII] A partir de las observaciones de SOFIA, el equipo de investigación encontró que RCW 120 se está expandiendo a 33.000 millas por hora (15 km / s), lo que es increíblemente rápido para una nebulosa. Basándose en esta velocidad de expansión, el equipo pudo imponer un límite de edad en la nube y descubrió que RCW 120 es mucho más joven de lo que se pensaba. Al estimar su edad, pudieron deducir cuánto tiempo tardó la estrella en formarse en el borde de la nebulosa después de que se formó la estrella central. Estos hallazgos sugieren que los procesos de retroalimentación positiva ocurren en escalas de tiempo muy cortas y sugieren la idea de que estos mecanismos pueden ser responsables de la alta tasa de formación de estrellas que tuvo lugar en las primeras etapas del universo.
De cara al futuro, el equipo espera ampliar este tipo de análisis para investigar más regiones de formación de estrellas. Matteo dice: “Las otras regiones que estamos viendo en el estudio FEEDBACK se encuentran en diferentes etapas de evolución, tienen una morfología diferente y algunas tienen muchas estrellas de gran masa, a diferencia de una sola en RCW 120. Entonces podemos usar esta información .para determinar qué procesos impulsan principalmente la formación de estrellas desencadenadas y cómo los procesos de retroalimentación difieren entre los diferentes tipos de regiones de formación de estrellas. ”
Proporcionado por la Universidad de West Virginia