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| Vista esquemática de la historia del disco de acreción y del objeto intruso. Los tres gráficos que comienzan en la parte inferior izquierda son instantáneas de la simulación numérica, que representan el sistema en el momento del evento de sobrevuelo, 4.000 años después y 8.000 años después, respectivamente. La imagen superior derecha es de las observaciones de ALMA, mostrando el disco con espirales y dos objetos a su alrededor, correspondientes al sistema 12.000 años después del evento de sobrevuelo. (Imagen de SHAO) |
Los discos de acreción, también conocidos como "discos protoestelares", son componentes clave en la formación de estrellas. Estos discos alimentan continuamente con gas a las protoestrellas desde el entorno. En este sentido, son cunas estelares donde nacen y crecen las estrellas.
Recientemente, un equipo de astrónomos informó del descubrimiento de un enorme disco protoestelar en el centro de la Vía Láctea. El equipo también determinó cómo se formaron sus brazos espirales.
El disco tiene un diámetro de unas 4.000 unidades astronómicas y rodea a una estrella de tipo O en formación con una masa unas 32 veces superior a la del Sol.
El descubrimiento se realizó utilizando datos de observación de alta resolución del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). El equipo incluye al Dr. LU Xing, investigador asociado del Observatorio Astronómico de Shangai (SHAO) de la Academia China de Ciencias, y colaboradores de la Universidad de Yunnan, el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica y el Instituto Max Planck.
Según la investigación, este disco fue agitado por un encuentro cercano con un objeto vecino, lo que provocó el desarrollo de los brazos espirales. Este descubrimiento sugiere que las estrellas grandes pueden tener un origen similar al de las estrellas de menor masa a través de los discos de acreción y los sobrevuelos.
Utilizando observaciones de ALMA, el equipo de investigación logró una resolución de 40 miliarcosegundos. Con estas observaciones de ALMA de alta resolución y sensibilidad, el equipo descubrió un disco de acreción en el Centro Galáctico.
El descubrimiento sugiere que las estrellas masivas de tipo O pasan por una fase de formación que implica discos de acreción, y esta conclusión es válida para el entorno único del Centro Galáctico.
El hecho fascinante es que los dos brazos espirales del disco son visibles. Estos brazos suelen encontrarse en las galaxias espirales, pero rara vez en los discos protoestelares. Los brazos espirales en los discos de acreción se forman generalmente debido a la fragmentación inducida por la inestabilidad gravitatoria.
Sin embargo, este disco protoestelar recién descubierto es caliente y turbulento, lo que le permite equilibrar su gravedad.
Al tratar de explicar este fenómeno, los investigadores propusieron una explicación alternativa: que las espirales fueron inducidas por una perturbación externa. Los investigadores propusieron esta explicación tras detectar un objeto de unas tres masas solares -posiblemente la fuente de la perturbación externa- a varios miles de unidades astronómicas del disco.
El equipo verificó esta proposición calculando varias docenas de órbitas posibles de este objeto. Comprobaron que sólo una de estas órbitas podía perturbar el disco hasta el nivel observado.
Posteriormente, llevaron a cabo una simulación numérica en la plataforma de supercomputación de alto rendimiento del Observatorio Astronómico de Shanghai para trazar la trayectoria del objeto intruso. Reprodujeron con éxito toda la historia del objeto que pasó por el disco hace más de 10.000 años, cuando habría provocado espirales en el disco.
El Dr. LU dijo:
"La buena coincidencia entre los cálculos analíticos, la simulación numérica y las observaciones de ALMA proporcionan una evidencia sólida de que los brazos espirales en el disco son reliquias del sobrevuelo del objeto intruso".
"Este hallazgo demuestra que los discos de acreción en las primeras etapas evolutivas de la formación estelar están sujetos a frecuentes procesos dinámicos como los sobrevuelos, y estos procesos pueden influir sustancialmente en la formación de estrellas y planetas".
"La formación de esta protoestrella masiva es similar a la de sus primas de menor masa como el Sol, con discos de acreción y eventos de flybys involucrados. Aunque las masas estelares son diferentes, ciertos mecanismos físicos de la formación estelar podrían ser los mismos. Esto proporciona pistas importantes para resolver el misterio de la formación de estrellas masivas".
Fuentes, créditos y referencias:
Lu, X., Li, GX., Zhang, Q. et al. A massive Keplerian protostellar disk with flyby-induced spirals in the Central Molecular Zone. Nat Astron (2022). DOI: 10.1038/s41550-022-01681-4
Fuente: Academia de Ciencias de China