Las frías nubes de Carina

Las frías nubes de Carina. Crédito: ESO/APEX/T. Preibisch et al. (Submillimetre); N. Smith, University of Minnesota/NOAO/AURA/NSF (Optical)

Observaciones realizadas con el telescopio APEX, en longitudes de onda submilimétricas, revelan las frías nubes de polvo donde nacen estrellas en la Nebulosa Carina. Este lugar de violenta formación estelar, que alberga a algunas de las estrellas más masivas de nuestra galaxia, es un terreno ideal para estudiar las interacciones entre estas estrellas jóvenes y sus nubes moleculares progenitoras.

Usando la cámara LABOCA del radiotelescopio Atacama Pathfinder Experiment (APEX) en el llano de Chajnantor, a 5000 metros de altura en los Andes chilenos, un equipo de astrónomos dirigido por Thomas Preibisch (Universitäts-Sternwarte München, Ludwig-Maximilians-Universität, Alemania), en estrecha colaboración con Karl Menten y Frederic Schuller (Max-Planck-Institut für Radioastronomía, Bonn, Alemania), tomó imágenes de la región en luz submilimétrica. En esta longitud de onda, la mayoría de la luz detectada corresponde al débil calor que emiten de los granos de polvo cósmico. Por lo tanto, la imagen revela las nubes de polvo y gas molecular –principalmente de hidrógeno- a partir de la cual pueden formarse estrellas. A -250ºC, los granos de polvo son muy fríos, y el débil resplandor que emana de ellos sólo puede ser visto en longitudes de onda submilimétricas, significativamente más amplias que las de la luz visible. Por esta razón la luz submilimétrica resulta clave para estudiar cómo se forman las estrellas y cómo interactúan con sus nubes progenitoras.

Las observaciones realizadas con la cámara LABOCA de APEX corresponden a las partes de color naranja, combinadas con una fotografía en luz visible tomada por el telescopio Curtis Schmidt en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo. El resultado es una impresionante imagen de campo amplio que ofrece una vista espectacular de los lugares de formación estelar en Carina. La nebulosa contiene estrellas con una masa equivalente a un total de más de 25.000 soles, mientras que la masa de las nubes de gas y polvo es de alrededor de 140.000 soles.

Sin embargo, sólo una fracción del gas en la Nebulosa Carina se encuentra en nubes lo suficientemente densas como para colapsar y formar nuevas estrellas en el futuro inmediato (en términos astronómicos, esto quiere decir dentro de los próximos millones de años). En el largo plazo, el poderoso efecto de las estrellas masivas al interior de nubes que ya se encuentran en la región, podría acelerar la tasa de formación estelar.

Las estrellas de gran masa sólo viven unos pocos millones de años (una vida muy corta en comparación con los diez mil millones de años de nuestro Sol), sin embargo influyen profundamente en su entorno durante su vida. Al igual que las estrellas jóvenes, emiten fuertes vientos y radiación que alteran las nubes a su alrededor, quizás comprimiéndolas lo suficiente como para formar nuevas estrellas. Al final de sus vidas se vuelven muy inestables, con frecuentes episodios de expulsión de material estelar, hasta su muerte en una violenta explosión de supernova.

Un buen ejemplo de estas violentas estrellas es Eta Carinae, la brillante estrella amarilla que se encuentra en la parte superior izquierda del centro de la imagen. Posee más de 100 veces la masa de nuestro Sol y es una de las estrellas más luminosas que se conocen. Dentro de los próximos millones de años, Eta Carinae explotará como una supernova, seguida por muchas otras supernovas de estrellas masivas en la región.

Estas violentas explosiones destruyen las nubes de gas molecular en su entorno inmediato, pero una vez que las ondas de choque han viajado más de diez años-luz se vuelven más débiles, logrando entonces comprimir las nubes que se encuentran un poco más lejos y activando la formación de nuevas generaciones de estrellas. Las supernovas también pueden producir átomos radiactivos de corta duración que son recogidos por las nubes que colapsan. Existe importante evidencia de que átomos radiactivos similares fueron incorporados en la nube que colapsó para formar nuestro Sol y sus planetas, por lo que la Nebulosa de Carina puede proporcionar información adicional sobre la creación de nuestro Sistema Solar.

La Nebulosa de Carina se encuentra a unos 7.500 años-luz de distancia, en la constelación del mismo nombre. Es una de las nebulosas más brillantes en el cielo debido a su gran población de estrellas de gran masa. Con unos 150 años-luz de diámetro, es varias veces más extensa que la conocida Nebulosa de Orión. Pese a estar mucho más lejos que la Nebulosa de Orión, su tamaño aparente en el cielo es casi igual, por lo que también es reconocida como una de las mayores nebulosas en el cielo.

El telescopio APEX, de 12 metros de diámetro, es un experimento pionero para ALMA, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, un observatorio revolucionario que ESO, junto con sus socios internacionales, está construyendo y operando en el llano de Chajnantor. APEX corresponde a una sola antena prototipo construida para el proyecto ALMA, la cual actualmente opera de manera individual, mientras que ALMA será un conjunto de 54 antenas de 12 metros de diámetro, y 12 antenas adicionales de 7 metros de diámetro. Comparativamente, ALMA tendrá una resolución angular mucho mayor que APEX, pero su campo de visión será mucho más reducido. Esto permite que ambos observatorios sean complementarios: por ejemplo, APEX es capaz de detectar muchos objetivos interesantes a lo largo de amplias zonas del cielo, y ALMA será capaz de estudiarlos en gran detalle.

APEX es una colaboración entre el Instituto Max-Planck de Radio Astronomía (MPIfR), el Observatorio Espacial de Onsala (OSO) y ESO. La operación del telescopio está a cargo de ESO.

ALMA, una instalación astronómica internacional, es una alianza entre Europa, Norteamérica y Asia del Este, en colaboración con la República de Chile. La construcción y operaciones de ALMA son dirigidas en nombre de Europa por ESO, en nombre de Norteamérica por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), administrado a su vez por Associated Universities, Inc. (AUI), y en representación de Asia del Este por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ).

Información adicional

Estas observaciones realizadas con la cámara LABOCA se describen en el artículo científico “A deep wide-field sub-mm survey of the Carina Nebula complex”, por Preibisch et al., A&A, 525, A92 (2011): http://adsabs.harvard.edu/abs/2011A%26A…525A..92P

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