Investigadores del CSIC logran imágenes inéditas de chorros estelares y su entorno

Las estrellas similares al Sol se forman en el interior de vastas nubes de gas y polvo. Alrededor de cada estrella, se desarrolla un disco que la nutre y donde, con el tiempo, emergen los planetas. Sin embargo, este proceso primordial para entender el origen de sistemas como el nuestro no es pacífico: durante sus primeras etapas, las estrellas experimentan explosiones que calientan y remodelan el disco, además de lanzar potentes chorros de material, conocidos como jets, que atraviesan el espacio interestelar a velocidades hipersónicas. Estos fenómenos son determinantes tanto en la evolución de la estrella como en la configuración de los sistemas planetarios que se formarán a su alrededor.

Recientemente, la revista Nature Astronomy ha publicado un estudio liderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), que presenta una serie de imágenes en forma de anillo que ilustran, mediante una especie de tomografía cósmica, el comportamiento del jet a medida que varía su velocidad. Esta técnica permite reconstruir cómo el material eyectado interactúa con su entorno con un nivel de detalle sin precedentes. Por primera vez, se valida sólidamente un modelo teórico propuesto hace tres décadas sobre la dinámica interna de estos jets.

Nueva precisión en las observaciones estelares

"Es la primera vez que alcanzamos este nivel de precisión, gracias a la exquisita sensibilidad lograda en nuestro estudio diseñado específicamente para este propósito", afirma Guillermo Blázquez Calero, investigador del IAA-CSIC y líder del trabajo. "Los resultados obtenidos con el radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) iluminan cómo se expulsa material desde las cercanías de una estrella joven, cómo se relaciona esto con los estallidos observados en estas primeras etapas y cómo interactúa el chorro expulsado con el medio interestelar a grandes distancias".

La formación estelar es un proceso marcado por fenómenos altamente energéticos y episodios de intensa actividad. Las estrellas jóvenes acumulan material en discos de acreción y expulsan jets que viajan rápidamente por el espacio. Durante los estallidos, estas estrellas incrementan súbitamente su luminosidad y energía, provocando un calentamiento y redistribución del material circundante. Los jets, por su parte, regulan esta dinámica al expulsar parte del material del disco y determinar cuánta masa finalmente se incorpora a la estrella en formación.

Impacto en la formación estelar

A través del uso del radiotelescopio ALMA, se han obtenido las imágenes más detalladas hasta ahora sobre la interacción entre un jet y su entorno. Estas observaciones revelan la estructura interna resultante del proceso interactivo. El análisis conjunto de las imágenes y modelos físicos destaca dos aspectos clave: primero, que la velocidad del jet debe cambiar con el tiempo; segundo, que estos aumentos deben estar sincronizados con los estallidos característicos durante la formación estelar.

Por primera vez se ha logrado trazar el rastro de un antiguo estallido observado en el brillo de una estrella joven, identificando su huella en el chorro de gas molecular eyectado. "Nuestro estudio muestra que aunque la formación estelar y planetaria ocurre a lo largo de millones de años para una estrella como nuestro Sol, es posible detectar cambios significativos en escalas temporales humanas —de apenas unas décadas— y rastrear en el gas molecular eyectado las huellas dejadas por eventos episódicos más energéticos", explica Blázquez Calero.

Aportaciones al conocimiento astrofísico

A pesar del amplio estudio sobre los jets en objetos estelares jóvenes, aún persisten muchas preguntas sobre su dinámica e influencia en la formación estelar y planetaria. Para abordar estas cuestiones, el equipo del IAA-CSIC llevó a cabo observaciones altamente sensibles del sistema binario SVS 13, ubicado en NGC 1333 a unos 1.000 años luz de distancia. Este sistema alberga una estrella joven muy activa con un prominente jet, convirtiéndolo en un laboratorio ideal para investigar la conexión entre discos, estallidos y jets.

Dicho estudio involucró a investigadores de 16 instituciones distribuidas en ocho países y fue concebido por el grupo de Formación y Evolución Estelar y Planetaria (SPFE) del IAA-CSIC desde sus inicios. Este grupo lideró tanto las observaciones con ALMA como el análisis e interpretación de datos obtenidos. El proyecto ha resultado en dos tesis doctorales y forma parte de una investigación más amplia sobre esta región llevada a cabo por casi tres décadas.

Nuevas perspectivas para futuras investigaciones

El trabajo abre nuevas vías para comprender cómo se generan y evolucionan los jets en estrellas jóvenes dentro del contexto general de formación estelar y planetaria. Tal como señala Guillem Anglada, investigador del IAA-CSIC e Investigador Principal del proyecto observacional en ALMA: "Estudiar estos fenómenos cerca como SVS 13 es crucial para avanzar nuestra comprensión". Además añade: "Aunque nos enfocamos actualmente en estos objetos cercanos debido a su accesibilidad para estudios detallados, nuestro objetivo final es relacionar estos procesos universales con todos los jets, desde aquellos asociados con diferentes etapas evolutivas hasta los generados alrededor de agujeros negros supermasivos".

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