ESTUDIOS DE FORMACIÓN ESTELAR EN EL CIDA

Dr. Cesar Briceño Avila (CIDA), Dr. Jesús Hernández (CIDA), Lic. Juan José Downes (CIDA/UCV)

Colaboradores frecuentes: Dres. Nuria Calvet y Lee Hartmann (University of Michigan, EUA), Dr. James Muzerolle (Space Science Institute, EUA), Dra. Paola D'Alessio (Univ. Nacional Autónoma de Mexico – Morelia), Kevin Luhman (Pennsylvania State University, EUA), Dra. Anna Katherina Vivas (CIDA), Dra. Lori Allen (National Optical and Astronomical Observatories, EUA), Dr. Thomas Megeath (University of Toledo, Ohio, EUA), Lic. Cecilia Mateu (UCV/CIDA)

La Formación Estelar es una de las áreas más vigorosas de la Astronomía moderna; estudia el orígen y evolución temprana de las estrellas y los sistemas planetarios, y por lo tanto tiene una vinculacion directa con la búsqueda de vida en el Universo.

Los estudios de Formación Estelar en el CIDA fueron iniciados por la Dra. Nuria Calvet, Premio Fundación Polar mención Física en 1987, y actualmente Profesora Titular de la Universidad de Michigan. Hoy en día el grupo está constituido por los investigadores César Briceño Avila y Jesús Hernández, y por el tesista de doctorado Juan José Downes. Colaboran estrechamente con investigadores de la Universidad de Michigan, Universidad de Toledo (Ohio), el Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, la Universidad de Arizona, la Universidad Vanderbilt, el National Optical Astronomical Observatory, la Universidad de Wisconsin-Madison, y la Universidad de Stony Brook, en Estados Unidos; de la Universidad Nacional Autónoma de México; del Instituto de Astrofísica de Potsdam e Instituto Max-Planck en Alemania, entre otros.

Este grupo de trabajo desarrolla proyectos usando telescopios en el Observatorio Astronómico Nacional de Llano del Hato (OAN), en Venezuela, así como en otros observatorios de Estados Unidos y Chile, además de los telescopios espaciales Hubble y Spitzer. En los últimos 10 años este grupo de trabajo ha publicado 73 artículos, que cuentan con más de 1800 citas. Durante este tiempo una docena de estudiantes venezolanos y extranjeros han realizado sus pasantías de investigación de pregrado y postgrado, tesis de licenciatura, y de doctorado, en el grupo de Formación Estelar.

A continuación algunos de los trabajos recientes:

Constelación de Orión. Se indica la localización del cúmulo 25 Ori. (Foto: Franco Della Prugna - CIDA)

2007 Descubrimiento del cúmulo de estrellas jóvenes 25 Orionis, un agregado de más de 200 estrellas con unos 8 millones de años de edad (apenas el 0.2% de la edad del Sol!). Este cúmulo, localizado en la constelación de Orión, una región con formación estelar reciente, fue descubierto con el Telescopio J. Stock del OAN. Es el cúmulo joven más densamente poblado que se haya detectado en la vecindad solar, y se considera un remanente de una generación de estrellas que precedieron a las actuales protoestrellas de Orión, que pueden detectarse aun embebidas en sus nubes moleculares progenitoras. Las estrellas del cúmulo 25 Ori están en la fase en que se espera esté ocurriendo la formación de sistemas planetarios. De hecho, algunas de esas estrellas han sido observadas con el Telescopio Espacial Spitzer, y muestran claros indicios de tener discos de gas y polvo a su alrededor. En muchos de estos discos el polvo se ha disipado o coagulado y aglomerado para formar cuerpos mayores (planetésimos), y la evidencia sugiere que los discos de ciertas estrellas del cúmulo podrían albergar cuerpos de hasta unos 1000 km, es decir, planetésimos.

Imagen infraroja del cúmulo 25 Orionis, obtenida con el Telescopio Espacial Spitzer. Es una composición tricolor de las imágenes obtenidas en 3.6, 4.5 y 8.0 micras. La parte más interna del cúmulo se indica con el círculo centrado en la estrella 25 Ori. Los objetos en colores son estrellas con discos de gas y polvo.

2004 Estudio de la Nebula McNeil: la erupción de una estrella bebé. El 23 de Enero de 2004 el aficionado J. W. McNeil (EUA) reportó la aparición de un nuevo objeto en la constelación de Orión. Este objeto inusual no aparecía en imágenes obtenidas en el Observatorio de Monte Palomar en la década de los 50 y luego en los años 70. De inmediato, astrónomos de todo el mundo se interesaron en estudiar este fenómeno, ya que se han observado menos de una decena de tales eventos, que sin embargo se cree puede constituir una fase fundamental en la formación de las estrellas como el Sol.
Por una afortunada coincidencia, desde 1999 el grupo de Formación Estelar del CIDA estaba monitoreando la zona del cielo donde apareció la Nebulosa McNeil, usando el detector digital panorámico del telescopio Stock de 1m del OAN. Gracias a ello, lograron captar una secuencia única de la erupción, lo cual permitió realizar un estudio sin precedentes de este tipo de fenómeno.

En estas representaciones artísticas de Jon Lomberg (Observatorio Gemini, EUA), se muestra lo que los científicos creen que ocurrió.

Los resultados de este trabajo, mostraron que la nebulosa McNeil fue producto de un evento eruptivo de una estrella recién nacida (de menos de 1 millón de años). El gas y polvo circundantes se acumulan en un disco que alimenta a la estrella en el centro; se apila tanto material que se produce una inestabilidad y todo cae a la estrella de manera catastrófica, liberando una cantidad enorme de energía que se manifiesta como un aumento muy grande en el brillo del objeto. Las observaciones obtenidas en Venezuela mostraron que este objeto aumentó de brillo casi 100 veces respecto al brillo que mostraba entre 1999 y enero 2003. Estos datos también indicaron que la erupción comenzó en algún momento entre el 28 de Octubre y el 15 de Noviembre de 2003, es decir, unos más de 2 ½ meses antes que fuese detectada por McNeil. Esto muestra la importancia de monitorear grandes zonas del cielo con equipos muy sensibles, y el telescopio J. Stock del OAN de Venezuela es uno de los pocos instrumentos en el mundo que actualmente tiene la capacidad de realizar este tipo de estudios.

Este trabajo fue posible gracias a la invalorable ayuda de los observadores y personal técnico del CIDA que hicieron posible estas observaciones, en particular: Orlando Contreras, Freddy Moreno, Gregory Rojas, Ubaldo Sánchez, Carlos Castillo, Juan José Downes, Mariela Martínez, Faviola Molina, Leticia Torres.
Esta investigación recibió financiamiento del proyecto S1-2001001144 de FONACIT, y de los proyectos AST-9987367 de la National Science Foundation de EUA y NAG5-10545 del programa Origins de NASA.

Páginas relacionadas en el área de Formación Estelar:

http://cfa-www.harvard.edu/cfa/youngstars/

http://cfa-www.harvard.edu/sfgroup/