El importante avance publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters fue logrado por un equipo internacional liderado por Adriana Rodríguez-Kamenetzky del IATE e integrado por colegas de México, España e India.

 

Por Facundo Rodriguez
facundo.rodriguez@unc.edu.ar

 

En el universo, existen diversos tipos de objetos que emiten chorros de materia y energía, conocidos como jets. Entre estos objetos se encuentran las protoestrellas, que son estrellas en formación, y los agujeros negros supermasivos ubicados en el centro de las galaxias. Las protoestrellas tienen un tamaño comparable al de nuestro Sol, mientras que los agujeros negros supermasivos poseen masas cientos de miles de millones de veces mayores. A pesar de esta diferencia de escala, en ambos casos se da un proceso similar en el cual un objeto central está consumiendo material de su entorno y, como parte de este proceso, se liberan jets energéticos. Si bien se observa este fenómeno, todavía no se sabe si existe un único mecanismo que pueda explicar la generación de esos chorros en escalas tan diversas. Justamente en esto es es lo que se enfoca el trabajo publicado recientemente.

Para explicar mejor el mecanismo de generación de los jets, este equipo internacional y con diferentes trayectorias analizó por primera vez los jets de una protoestrella combinando técnicas usualmente aplicadas para el estudio de jets expulsados por agujeros negros supermasivos. Eligieron un jet protoestelar muy energético denominado HH 80-81 porque tiene un tipo de emisión denominada sincrotrón que se encuentra también en los jets de las galaxias activas. Esta emisión está asociada a los campos magnéticos y permite estudiar en detalle cómo el material eyectado podría ser encauzado en forma de chorros o jets , es decir, cómo es su estructura al salir del objeto y para donde apunta.

“Para estudiar en detalle el campo magnético en jets de protoestrellas con emisión sincrotrón se necesitan observaciones muy profundas que nos permitan analizar cómo se comporta esta emisión en distintas longitudes de onda, lo cual requiere un gran esfuerzo observacional”, explica la Investigadora de CONICET Adriana Rodríguez Kamenetzky, quien ha venido trabajando en estos temas desde hace una década. Además, agrega, “el principal desafío es que la emisión de los jets protoestelares es principalmente térmica, lo que no brinda información sobre los campos magnéticos, por lo tanto, este estudio permitió estudiar por primera vez la configuración tridimensional de los campos magnéticos en un jet protoestelar”.

Campos magnéticos y hélices

Como resultado de ese análisis, en la publicación se pudo describir que su estructura tiene una forma helicoidal, es decir, de hélices y, además, que esa característica no tiene que ver con la interacción con el material que lo rodea sino que es un mecanismo propio del sistema formado por el disco y la protoestrella.

A partir del uso del radiotelescopio Karl G. Jansky Very Large Array (NSF VLA) el equipo logró analizar la estructura magnética del jet HH 80-81 y, en particular, de sus dos chorros. Algo que en general no es posible en los jets extragalácticos.“Esta es la primera prueba sólida de que los campos magnéticos helicoidales pueden explicar los chorros astrofísicos a diferentes escalas, apoyando la universalidad del mecanismo de lanzamiento y colimación”, destaca Adriana.

 

 

La relevancia de este hallazgo es que esta estructura de los campos magnéticos son similares a la que se observa en los jet extragalácticos. Por lo tanto, provee indicios de que hay un mecanismo universal que los eyecta y les da forma, independiente de las escalas de estos jets. Esto brinda pistas de la física que está detrás de estos fenómenos y permite seguir relacionando las observaciones con los modelos teóricos para poder explicar el surgimiento y la evolución de de los sistemas que los albergan. 

Trabajo a futuro

Para estudiar con más detalle los mecanismos encontrados, se planea pedir nuevas observaciones para investigar el área cercana a la protoestrella con más detalle, lo que ayudará a entender mejor los jets y, a partir de ellos, los procesos de formación y evolución de las estrellas. También estos estudios ayudan a preparar el camino para usar radiotelescopios de nueva generación como el SKA (Square Kilometre Array) y el ngVLA (Next Generation Very Large Array), que permitirán observar más de cerca las estrellas y estudiar ciertos tipos de emisiones de luz, como la emisión sincrotrón, con mayor precisión y sensibilidad. 

Además, los resultados obtenidos conllevan el desafío de explicar mejor y modelar desde el punto de vista teórico este mecanismo que parece ser universal y se encuentra a partir de las observaciones.

“Este es un gran avance en el estudio de los jets que nos abre muchas posibilidades de trabajos a futuro para profundizar la comprensión del proceso de formación estelar”, concluye la investigadora del IATE. 

Publicación científica

Helical Magnetic Field in a Massive Protostellar Jet Equipo | Adriana Rodríguez-Kamenetzky (IATE, CONICET/UNC, Argentina), Alice Pasetto (IRyA, UNAM, México), Carlos Carrasco-González (IRyA, UNAM, México), Luis F. Rodríguez (IRyA, UNAM, México), José L. Gómez (IAA, CSIC, España), Guillem Anglada (IAA, CSIC, España), José M. Torrelles (ICE-CSIC, España), Nuno R. C. Gomes (IEEC, España), Sarita Vig (Indian Institute of Space Science and Technology, India), & Josep Martí (Universidad de Jaén, España).