Registran, por primera vez, la influencia de campos magnéticos en partículas de gas de dos estrellas en formación

Carolina Vespasiano (Agencia CTyS-UNLaM) – Astrónomos experimentales de distintas partes del mundo se propusieron conocer, con el mayor nivel de detalle posible, cómo lucen y actúan las moléculas de monóxido de carbono presentes en dos de los discos protoestelares más brillantes de la Vía Láctea, IM Lup y HD142527, a 620 y 800 años luz de distancia, respectivamente. ¿El objetivo? Hallar los campos magnéticos que, en teoría, debieran dominar la ruta del polvo, el gas, las rocas y los posibles planetas que puedan generarse.

“Toda la teoría de la formación estelar se basa en que hay campos magnéticos en sus discos de polvo, pero en 15 años no se han podido medir. Lo que hicimos, esta vez, fue observar si la luz de una molécula estaba polarizada, es decir, si la oscilación de las ondas de luz se mantenían en un plano y si esto es a causa de cierto magnetismo”, explicó a la Agencia CTyS-UNLaM el investigador de CONICET en el Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR) e integrante del equipo, Manuel Fernández López.

El astrofísico señaló que, si bien detectaron que un porcentaje de la luz que emanaban estas partículas de gas estaba polarizada en ambos discos, la proporción era tan baja que aún no les permite afirmar la presencia de estas fuerzas. “Experimentalmente, los campos magnéticos siguen siendo un misterio”, subrayó el co-autor del estudio a punto de ser publicado en The Astrophysical Journal.

De todas formas, observar la emisión polarizada de estas partículas de gas, en medio de una inmensa nube de polvo, no deja de ser una hazaña que, hasta el momento, solo fue llevada a cabo por este grupo. Los expertos lo lograron gracias al radiotelescopio Atacama LargeMillimeter/submillimeterArray (ALMA), ubicado a más de 5.000 metros sobre el nivel del mar, en el desierto de Atacama, Chile.

Sus radioantenas generan imágenes en ondas milimétricas y submilimétricas, es decir, capaces de representar colores "más rojos que el infrarrojo" e invisibles para el ojo humano. Esta cualidad les permitió a los investigadores descubrir detalles de un escenario amurallado por la densidad del polvo, extremadamente frío (a -260º Celsius) y, en consecuencia, muy oscuro.

“En el espacio hay parcelas que no dejan atravesar la luz, llamadas nubes de polvo moleculares. Como están a tan bajas temperaturas, cuando se las visita con telescopios ópticos como el Hubble, lo que se ve es una masa oscura. En cambio, si se las observa en ‘colores’ de ondas muy largas, se puede hasta discriminar con detalle qué hay en su interior”, precisó Fernández López. Lo que se accede a ver es, en definitiva, la cuna de futuras estrellas.

Entre la teoría y la observación
Las estrellas se forman a partir de cúmulos densos de gas y polvo que, por acción de su propio peso, en algún momento comienzan a colapsar hacia el centro, generando energía, calor y movimiento. El material que danza alrededor de esta protoestrella se apila hacia su ecuador y forma un disco plano, como si se tratara de los anillos de Saturno, pero con una extensión de varias veces la distancia entre Plutón y el Sol.

“Se piensa que el movimiento de las partículas en estos discos está gobernado por campos magnéticos, porque su acción impediría que todo el material caiga de una vez al centro por gravedad”, precisó Fernández López a la Agencia CTyS-UNLaM, y añadió que la resistencia que los campos magnéticos imponen da tiempo para que se formen los planetas.

Sin embargo, al día de hoy, esta teoría no ha podido probarse. Entre otras cosas, por el enorme desafío tecnológico y técnico que supone. Pero, también, porque los intentos llevados a cabo hasta el día de hoy dan cuenta de que, si los campos magnéticos están, su acción es muy débil.

En 2015, los investigadores intentaron hallar luz polarizada emitida por las partículas de polvo, y llegaron a hacer una detección, pero finalmente descubrieron que no estaba emparentada con campos magnéticos. Es por eso que, luego, decidieron cambiar la estrategia y probar, en este estudio pionero, hacer la búsqueda sobre partículas de gas.

“Hemos tomado las dos nubes más brillantes desde la perspectiva de la Tierra, con una técnica nueva y con el instrumento más sofisticado y, sin embargo, no estamos seguros de si hemos encontrado campos. Lo que sí podemos decir es que, si hay luz polarizada, no es más que un uno por ciento de la luz total que emite el gas”, amplió el investigador.

En la medida en que los campos magnéticos sigan esquivando el paso de la técnica más avanzada, el físico experimental reflexionó que puede darse, eventualmente, un cambio de paradigma teórico. “Esta es la parte más curiosa de la Astronomía –concluyó Fernández López- porque uno confronta lo que espera ver, en función de la teoría, con lo que finalmente ve. Tal vez encontremos nuevas formas de interpretarlo”.

Artículo: Stephens, Ian W.; Fernandez-Lopez, Manuel; Li, Zhi-Yun; Looney, Leslie W.; Teague, Richard. Aceptado en Astrophysical Journal, 2020. "Low Level Carbon Monoxide Line Polarization in two Protoplanetary Disks: HD 142527 and IM Lup" en: https://bit.ly/2ZHjvmF