El llanto de luz de una estrella recién nacida

En los primeros instantes de vida de una estrella se crea un objeto fugaz, que ilumina sus alrededores hasta años luz de distancia y donde se crean moléculas de agua y metano. Los objetos de Herbig-Haro forman estructuras espléndidas y majestuosas como pocas en el universo.
El llanto de luz de una estrella recién nacida

Una estrella nunca nace de forma discreta, en silencio y sin llamar la atención. Al fin y al cabo estos objetos surgen a partir de comprimir nubes de gas y polvo de años luz de tamaño hasta que la densidad y la presión en su centro es tan grande que los núcleos de hidrógeno empiezan a fusionarse de manera espontánea, calentando aún más la estrella y perpetuando este ciclo nuclear. Pero es que además, en los primeros miles de años de vida de una estrella se forman energéticos jets en sus polos capaces de lanzar material a cientos de kilómetros por segundo.

Estos jets en ocasiones interaccionan con el medio interestelar o con una nube de gas y polvo que rodea a la estrella creando lo que se conoce como un objeto de Herbig-Haro. Estas nebulosidades se extienden a veces por varios años luz alejándose de la estrella central que los formó y tienen un tiempo de vida muy corto, de apenas unos miles o cientos de miles de años. Su evolución puede llegar a ser tan rápida que ha podido captarse con sucesivas fotografías de telescopios como el Hubble tomadas con años de diferencia.

ESA/Hubble & NASA, D. P. (GSFC), T. M. (UT), and B. R. (UoHawaii).

Estos objetos fueron observados por primera vez a finales del siglo XIX aunque no fueron reconocidos como una clase distinta de objeto hasta la década de 1940. George Herbig y Guillermo Haro comenzaron a estudiarlos de manera independiente aunque más tarde trabajaron juntos para comprender mejor estos objetos astronómicos que a día de hoy llevan su nombre. Guillermo Haro fue un importante astrónomo mexicano que ayudó a impulsar la astronomía en su país de origen. Los objetos de Herbig-Haro muestran un espectro muy peculiar, con intensas líneas de emisión correspondientes a hidrógeno, azufre y oxígeno y solo se forman alrededor de estrellas muy jóvenes, incluso de protoestrellas que aún no han alcanzado la secuencia principal.

Durante la contracción de la nube de gas y polvo que dará lugar a una estrella, la densidad y la presión de la región central van aumentando, con el correspondiente aumento de la temperatura. Cuando la cantidad de materia acumulada en esa región central es suficientemente grande, empezará a ejercer suficiente tirón gravitatorio como para que se forme un disco de acreción considerable a su alrededor. Incluso antes de que se alcancen las condiciones necesarias para iniciar la fusión de los núcleos de hidrógeno en el interior de la estrella, empezarán a crearse intensos campos magnéticos capaces de interactuar con el material del disco de acreción.

La nebulosa Carina con dos objetos de Herbig-Haro en el extremo de dos columnas de gas. - NASA, ESA, M. L. and STScI

Estos campos magnéticos dirigirán algunas partículas cargadas y las acelerarán formando sendos chorros increíblemente energéticos que serán lanzados a altísimas energías desde los polos magnéticos. Estos jets permiten también frenar la rotación de la estrella antes de que acelere demasiado como consecuencia de todo el material en rotación que cae a ella. Cuando los chorros emitidos choquen con el medio interestelar formarán regiones de emisión intensa de luz, que son lo que denominamos objetos de Herbig-Haro.

Mientras se forman estos chorros la protoestrella sigue contrayéndose hasta que da comienzo la fusión de los núcleos de hidrógeno en su interior. Mientras esto ocurre los chorros expulsados aceleran debido al creciente campo magnético, aunque la protoestrella sigue resultando prácticamente invisible para nosotros por estar oculta tras el gas y polvo que aún la rodea. Este gas y polvo se van dispersando o cayendo al objeto central, pero el disco de acreción perdura incluso cuando la protoestrella alcanza la secuencia principal, momento en que su fuente principal de energía es la fusión del hidrógeno. Este disco de acreción acabará siendo consumido por la estrella central o dará lugar a un sistema planetario. Cuando este material difuso desaparece de los alrededores de la estrella también lo hacen los jets que dan lugar al objeto de Herbig-Haro.

Varios objetos de Herbig-Haro - NASA, ESA, P. Hartigan

Se conocen actualmente más de 1000 de estas estructuras en nuestra galaxia, aunque se piensa que podría haber más de 100 000 de ellas, la mayoría demasiado lejanas para resultar visibles con los telescopios actuales. A pesar de que en ocasiones se extiendan por varios años luz, si están situadas a decenas de miles de años luz o se sitúan tras nubes opacas, somos incapaces de verlas. La mayoría de los objetos de Herbig-Haro descubiertos han surgido en sistemas estelares múltiples, sugiriendo que estos sistemas tienen las condiciones perfectas para formarlos. También alrededor de una enana marrón se ha descubierto el objeto conocido como HH 1165. Esta numeración sigue, en principio, el orden de descubrimiento, siendo los objetos HH 1 y 2 los primeros en ser observados a finales del siglo XIX.

El material expulsado en estos chorros protoestelares puede viajar a varios cientos de kilómetros por segundo y es capaz de ionizar el medio interestelar, emitiendo mayoritariamente en luz visible pero ocasionalmente también en luz ultravioleta. Además se ha observado líneas de emisión moleculares correspondientes a diversos compuestos como agua, dióxido de carbono, metano y silicatos, sugiriendo que han sido creados por la colisión de los chorros con las nubes de gas y polvo.

Referencias:

  • Reipurth, B.; Bally, J. (2001). "Herbig–Haro Flows: Probes of Early Stellar Evolution". Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 39, doi:10.1146/annurev.astro.39.1.403
  • Riaz, B.; Briceño, C. et al, 2017, "First Large-scale Herbig-Haro Jet Driven by a Proto-brown Dwarf". The Astrophysical Journal. 844, doi:10.3847/1538-4357/aa70e8

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