Astrónomos logran medir el gas «invisible» del que nacen las estrellas

Científicos del Núcleo Milenio de Galaxias – MINGAL, junto a la premio nacional de Ciencias Exactas Mónica Rubio, hallaron una nueva manera de medir el gas molecular desde el que nacen las estrellas y que hasta ahora no era posible con la observación tradicional. El descubrimiento fue publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.

En la proximidad cósmica de la Vía Láctea, existen dos gigantescas y enigmáticas estructuras, son las Nubes de Magallanes. Una de ellas, la “Pequeña Nube”, es un lugar perfecto para estudiar cómo nacen las estrellas. Fue así como Karla Rodríguez Ambler, estudiante de magíster en astronomía de la Universidad de Concepción e integrante del Núcleo Milenio de Galaxias (MINGAL), lideró una investigación donde descubrieron que el 77% del gas que forma dichas estrellas estaba “escondido”, porque no lo podían ver con el método que normalmente usan los científicos.

¿Cómo se esconde el gas?

“Las estrellas nacen dentro de grandes nubes que contienen el gas compuesto llamado hidrógeno molecular. Éste es muy difícil de ver directamente con los telescopios”, comenta Karla Rodríguez. Por eso, los astrónomos suelen buscar otro gas, que es más fácil de detectar, llamado monóxido de carbono (CO), el cual casi siempre está junto al hidrógeno. “Es como buscar una persona por la sombra que deja”.

Pero en lugares con poco polvo interestelar y elementos más pesados que el Hidrógeno, como la Pequeña Nube de Magallanes, la luz de las estrellas jóvenes puede destruir el monóxido de carbono. El hidrógeno molecular sigue ahí, listo para formar nuevas estrellas, pero se vuelve invisible para los telescopios.

Para Mónica Rubio, astrónoma del Departamento de Astronomía de la Universidad de Chile, y parte del equipo de investigación. “Esta es la primera vez que hemos podido cuantificar la contribución en masa a gas molecular de las regiones donde nacen las estrellas en la Nube Menor de Magallanes que solo tiene un 20% de los componentes que permiten estudiar estas zonas”, indica.

Para encontrar este gas escondido, el equipo usó otra pista: un tipo de carbono llamado CARBONO IONIZADO. Gracias a él, pudieron calcular con una alta precisión cuánto gas invisible había en aquella zona. Para lograrlo, combinaron información de varios telescopios: SOFIA, APEX, ASKAP, Parkes y Herschel. Cada uno les dio una pieza distinta del rompecabezas.

“Estos datos los obtuvimos con observaciones que realicé a bordo del avión estratosférico de la NASA (SOFIA). Yo volé a Nueva Zelandia donde estaba el avión y pude volar dos noches seguidas para realizar las observaciones. Fue una experiencia inolvidable, y única. Volamos toda la noche en dirección  hacia el Polo sur, puede estar en la cabina con los pilotos al despegue. Fue fantástico  y luego, mientras hacíamos las observaciones  pude ver auroras australes”, explica la doctora Rubio.

¿Por qué es importante este descubrimiento?

La Pequeña Nube de Magallanes se parece a cómo eran las galaxias cuando el universo era muy joven, poco después del Big Bang. Por eso, este descubrimiento también puede servir para estudiar galaxias mucho más lejanas y antiguas. Si la misma situación ocurre en galaxias lejanas, significa que los científicos podrían haber estado subestimando la cantidad de gas disponible para formar estrellas en el universo temprano.

Para Rodrigo Herrera Camus, director de MINGAL, astrónomo de la Universidad de Concepción y profesor guía de Karla, esta investigación nos acerca a “Entender cómo las galaxias han formado sus estrellas, desde las primeras galaxias después del Big Bang hasta nuestra propia galaxia, lo cual sigue siendo uno de los grandes desafíos de la astronomía. Desde MINGAL contribuimos a responder esta pregunta combinando observaciones de potentes observatorios como ALMA y APEX en Chile, y SOFIA, el observatorio infrarrojo que volaba a bordo de un avión”, comenta.

“Esta contribución de gas molecular, medidas por la emisión del átomo de Carbono ionizado [CII], nos permitió determinar que el 70% de la masa está en lo que llamamos gas de monóxido de Carbono (CO) ‘oscuro’. Esto nos permite saber cómo fue que galaxias pequeñas y con pocos elementos químicos pudieron formar estrellas en el inicio del Universo”, indica Rubio.

Ahora el equipo planea estudiar más zonas de esa galaxia para seguir mejorando sus cálculos.  “Los resultados también podrían contribuir a interpretar observaciones de galaxias primitivas realizadas con ALMA y el Telescopio Espacial James Webb (JWST), además de mejorar los modelos de formación estelar para ambientes de baja metalicidad”, concluye Karla Rodríguez.