«Comprender la formación estelar aborda una cuestión fundamental sobre el origen de la vida en los sistemas planetarios y nos ayuda a comprender mejor el universo en su conjunto»
Vista de la Nube Molecular de Tauro desde el Observatorio Espacial Herschel. La región brillante en la parte inferior izquierda es el núcleo preestelar Lynds 1544. Los astrónomos lo estudiaron utilizando técnicas de radioastronomía para comprender qué sucede en un núcleo preestelar. [ESA/Herschel/SPIRE]
Por Carolyn Collins Petersen
Universetoday.com/28 de octubre de 2026
En 1985, el físico Heinz R. Pagels escribió: «Las estrellas son como animales en libertad. Podemos ver a las crías, pero nunca su nacimiento, un evento velado y secreto». En las décadas transcurridas desde entonces, los astrónomos se han acercado cada vez más a comprender qué sucede realmente en las regiones estelares ocultas del universo. La historia del nacimiento estelar que conocemos hoy en día implica el colapso de nubes de gas y polvo en núcleos preestelares, pero aún presenta muchas incógnitas, como el papel de los campos magnéticos en dichas nubes.
Investigadores de la Universidad de Kyushu y del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre han utilizado técnicas de radioastronomía para estudiar la influencia del campo magnético en los núcleos preestelares. La investigadora principal, Doris Arzoumanian, de Kyushu, explicó los hallazgos de su equipo, quienes utilizaron el Instituto de Radioastronomía en el Rango Milimétrico (IRAM) para estudiar un núcleo preestelar llamado L1544. Este núcleo se encuentra en una región de la Vía Láctea denominada Complejo Molecular de Tauro. A una distancia de 140 pársecs, es una de las regiones de formación estelar más cercanas a la Tierra.
Representación gráfica de la deriva ión-neutro en el núcleo preestelar L1544. Las líneas azules representan las líneas del campo magnético, que se curvan debido a la contracción gravitacional del núcleo. Los puntos rojos y verdes representan las especies moleculares de iones y neutros, respectivamente, y las flechas trazan su movimiento de entrada hacia el centro del núcleo (cuanto más rápido viajan, más largas son las flechas). Mientras que en la parte exterior del núcleo tanto los iones como los neutros están unidos a las líneas del campo magnético, en la parte interior los neutros se desacoplan de las líneas del campo magnético y caen más rápido en comparación con los iones, que permanecen unidos a las líneas del campo. Este desacoplamiento ión-neutro, conocido como difusión ambipolar, es necesario para el inicio del colapso gravitacional del núcleo preestelar, que producirá una protoestrella en su centro y, finalmente, un sistema estelar similar a nuestro propio Sistema Solar. Crédito: Arzoumanian, et al.«Los núcleos preestelares son cuerpos estelares fascinantes», afirmó Arzoumanian. «Son densos y fríos, y constituyen una fuente de química compleja. El entorno frío permite que las moléculas se ensamblen en otras más complejas, como precursores de moléculas orgánicas prebióticas. Una de las preguntas que investigamos es el papel de los campos magnéticos en la formación estelar. Los núcleos preestelares están impregnados de campos magnéticos intensos. Si este campo es demasiado fuerte, puede retrasar el colapso gravitacional y, por lo tanto, la formación estelar. Queríamos investigar cómo los núcleos preestelares reducen la intensidad de su campo magnético».
El resultado de la investigación del equipo es la detección de un fenómeno llamado "difusión ambipolar". Esto ocurre cuando las partículas neutras en un plasma se desacoplan del mismo. En las nubes moleculares, que son los lugares más probables para la formación de estrellas, existen tanto partículas neutras como cierta cantidad de gas parcialmente ionizado, donde los iones están fuertemente acoplados a campos magnéticos que atraviesan la nube. Las partículas neutras interactúan con el campo magnético incrustado indirectamente a través de colisiones, por lo que se pueden medir sus velocidades. Estudios como el de Arzoumanian proporcionan información clave sobre la actividad de las moléculas en el núcleo y su interacción con los campos magnéticos.
Buscando trazadores moleculares
Los núcleos preestelares son regiones frías, a pesar de que se están fusionando para formar futuras estrellas. Su temperatura puede oscilar entre los 10 y los 30 grados Kelvin (aproximadamente entre -263 °C y -243 °C). Esto es lo suficientemente frío como para congelar las moléculas y convertirlas en granos de polvo, lo que impide un análisis más profundo. Por ello, el equipo buscó otras moléculas que sirvieran como "trazadores" de la actividad. "Seleccionamos el diazenilio-d1 (N2D+), un ion, y el amoníaco para-monodeuterado (para-NH2D), una molécula neutra, como trazadores porque generalmente se encuentran en regiones de alta densidad similares dentro de los núcleos preestelares", explicó Silvia Spezzano, miembro del equipo y jefa de grupo en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre. "Por lo tanto, recopilamos datos espectrales del núcleo y modelamos la velocidad de ambas moléculas".
El resultado fue una clara diferencia de velocidad entre esas moléculas de aproximadamente 0,05 km/segundo, que el equipo interpretó como una "deriva ión-neutro". Esto ocurre a medida que aumenta la densidad del núcleo preestelar durante la acreción. Este se protege de la radiación, lo que atenúa la ionización. Como resultado, el acoplamiento entre las moléculas y el campo magnético interno se debilita. A medida que las partículas neutras caen hacia el centro del núcleo preestelar, se aceleran. Mientras tanto, los iones permanecen acoplados al campo magnético, lo que provoca la diferencia de velocidad. Este proceso se denomina difusión ambipolar y ha sido difícil de observar. "Hasta ahora, observar este fenómeno en un núcleo preestelar era un gran desafío", afirmó Arzoumanian. "A medida que continúa la difusión ambipolar, la intensidad del campo magnético disminuye. Finalmente, la gravedad se convierte en la principal fuerza impulsora del núcleo, lo que provoca su colapso gravitacional en una protoestrella".
Buscando difusión ambipolar en todos los lugares adecuados
Para confirmar su hallazgo, el equipo espera observar otros núcleos preestelares utilizando técnicas de radioastronomía, así como principios de física del polvo y astroquímica, según Arzoumanian. Se debería examinar una muestra mayor de núcleos preestelares para estudiar los pares ión-neutro en núcleos en diferentes etapas de evolución. Los estudios estadísticos también permitirán evaluar el impacto de la geometría del campo magnético y las estructuras de densidad en estos núcleos, junto con otros efectos. El equipo sugiere además que futuros estudios podrían centrarse en las velocidades de deriva ión-neutro en otras estructuras de las regiones de formación estelar, como los filamentos densos.
Estas observaciones deberían aportar nuevas perspectivas, desvelando aspectos de la formación estelar y permitiendo comprender la intensidad del campo magnético tridimensional en los núcleos, así como la evolución de la distribución del tamaño del polvo dentro de los núcleos preestelares a medida que avanzan hacia la formación de estrellas. «Comprender la formación estelar aborda una cuestión fundamental sobre el origen de la vida en los sistemas planetarios y nos ayuda a comprender mejor el universo en su conjunto», afirmó Arzoumanian.
Para más información
Heinz R. Pagels (1985). “Simetría perfecta: la búsqueda del comienzo del tiempo”, Simon & Schuster
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