Extraña estrella con disco, rayos máser y chorro de materia

Unos científicos han descubierto algo inesperado: un insólito chorro de materia emanando a velocidades inverosímiles del disco de gas de la inusual estrella MWC 349A, alrededor de la cual hay máseres naturales.

Estos científicos estaban usando el observatorio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para estudiar dichos máseres. El ALMA depende de varias instituciones, entre ellas el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) de Estados Unidos y el Observatorio Europeo Austral (ESO).

Las características únicas de MWC 349A, que se encuentra a unos 3.900 años-luz de la Tierra, en la constelación del Cisne, revisten especial interés para la investigación científica en longitudes de onda ópticas, infrarrojas y de radio. Esta estrella masiva, cuya masa es unas 30 veces mayor a la de nuestro Sol, es una de las fuentes de radio más luminosas del cielo, y uno de los pocos objetos conocidos que tienen máseres de hidrógeno. Estos máseres amplifican las emisiones de radio en microondas, lo cual ayuda a estudiar procesos que suelen ser demasiado pequeños para observar. Así fue como el equipo científico pudo cartografiar el disco de MWC 349A por primera vez.

“Un máser es como un láser natural”, explica Sirina Prasad, asistente de investigación y estudiante de pregrado del Centro de Astrofísica (CfA) dependiente de la Universidad Harvard y del Instituto Smithsoniano, en Estados Unidos, y coautora del estudio. “Es un área del espacio que emite una luz realmente intensa. Podemos verla y rastrearla hasta su origen, y esto nos ayuda a entender qué está sucediendo realmente”.

Gracias a la capacidad de resolución de la Banda 6 del ALMA, el equipo pudo usar los máseres para revelar estructuras desconocidas del entorno inmediato de la estrella. Qizhou Zhang, astrofísico sénior del CfA y coautor del estudio, agrega: “Nos valimos de máseres generados por hidrógeno para estudiar las estructuras físicas y dinámicas del gas que rodea MWC 349A, y descubrimos un disco de gas plano con un diámetro similar al de nuestro sistema solar. Esto confirma que la estrella tiene una estructura prácticamente horizontal. También detectamos un veloz chorro escondido entre los vientos que soplan alejándose de la estrella”.

Mientras estudiaba máseres (láseres naturales que amplifican las emisiones de radio en microondas) alrededor de la estrella masiva MWC 349A, un equipo de científicos descubrió un chorro saliendo del disco de gas de la estrella a 500 km/s, oculto entre los vientos que soplan hacia fuera de la estrella. La gran sorpresa es que el chorro podría ser generado por fuerzas magnéticas. Esta representación artística muestra de cerca a MWC 349A y al disco de polvo y gas circundante, cuya estructura se ve afectada por los vientos y por el chorro de alta velocidad. (Ilustración: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), M. Weiss (NRAO / AUI / NSF)

El chorro observado eyecta material hacia fuera de la estrella a una impresionante velocidad de 500 kilómetros por segundo, equivalente a viajar desde Madrid a Barcelona en un segundo. De acuerdo con el equipo de investigación, para que un chorro sea tan veloz lo más probable es que haya una fuerza magnética que lo impulse. En el caso de MWC 349A, podría tratarse de un viento magnetohidrodinámico, un tipo de viento cuyo movimiento es determinado por la interacción entre el campo magnético de la estrella y los gases presentes en el disco que la rodea.

“Hasta ahora pensábamos que MWC 349A estaba rodeada por un disco giratorio y vientos fotoevaporados. Aún no se había detectado un chorro colimado en este sistema. Aunque no sabemos a ciencia cierta de dónde viene o cómo se produce, podría ser generado por vientos magnetohidrodinámicos, y en ese caso el campo magnético sería responsable de eyectar material giratorio del sistema”, agrega Sirina Prasad. “Esto podría ayudarnos a entender mejor las dinámicas disco-viento de MWC 349A y la interacción entre los discos circumestelares, los vientos y los chorros de otros sistema estelares”.

Los resultados del estudio se hicieron públicos durante una conferencia de prensa en una asamblea reciente de la Sociedad Astronómica de Estados Unidos (AAS, por sus siglas en inglés) en Seattle, Washington, Estados Unidos. (Fuente: NRAO)