Expertos muestran en impresionante video cómo nace una estrella

(CNN) – Nuestras vidas pasan en un abrir y cerrar de ojos en comparación con el curso de la vida de una estrella. Ahora, un equipo de científicos ha desarrollado una simulación realista y colorida de cómo es el comienzo de la vida de una estrella.

Se llama STARFORGE, o formación estelar en entornos gaseosos, y modela una nube de gas completa que sirve como un vivero estelar. Es el lugar donde nacen las estrellas.

A partir de esta nube de gas arremolinada, las estrellas se forman y evolucionan, mostrando la dinámica de este proceso. El modelo también tiene en cuenta otras actividades, como la radiación, el viento y las supernovas, o las explosiones de estrellas cercanas, y cómo afectan la formación de una estrella.

Si bien sirve como una hermosa exploración estelar para los espectadores, los científicos quieren usar el modelo para comprender mejor las complejidades de la formación estelar. Estas preguntas incluyen por qué la formación de estrellas puede ser lenta e ineficiente, así como por qué se forman en cúmulos y cómo se determina su masa.

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De hecho, STARFORGE ya está ayudando a los científicos a comprender cómo los chorros de gas de alta velocidad que ocurren junto con la formación de estrellas realmente ayudan a determinar la masa de las estrellas.

Cuando se ejecutó la simulación sin tener en cuenta estos chorros, las estrellas crecieron demasiado, lo que resultó en estrellas de aproximadamente 10 veces la masa del sol. La adición de los chorros resultó en estrellas más realistas con menos de la mitad de la masa del sol.

“Los chorros interrumpen el flujo de gas hacia la estrella“, dijo Michael Grudić, codirector de la investigación y becario postdoctoral en el Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica de la Universidad Northwestern, en un comunicado.

“Básicamente, eliminan el gas que habría terminado en la estrella y aumentado su masa. La gente sospecha que esto podría estar sucediendo, pero, al simular todo el sistema, tenemos una sólida comprensión de cómo funciona“, agregó.

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Conocer la masa de una estrella puede ayudar a los científicos a determinar otros factores, como su brillo y cuándo puede morir.

La investigación que se dedicó a la creación de este modelo se publicó el martes en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Un artículo que describe la función de los chorros durante la formación de estrellas publicado en la misma revista en febrero.

“La gente ha estado simulando la formación de estrellas durante un par de décadas, pero STARFORGE es un salto cuántico en tecnología“, dijo Grudić. “Otros modelos solo han podido simular una pequeña parte de la nube donde se forman las estrellas, no toda la nube en alta resolución. Sin ver el panorama general, pasamos por alto muchos factores que podrían influir en el resultado de la estrella”.

Los misterios de la formación estelar

Las estrellas pueden presentar un espectáculo centelleante en el cielo nocturno, pero cumplen funciones vitales en todo el universo. En nuestro propio sistema solar, la vida no sería posible sin el calor y la luz del sol. Conducen a la formación de planetas, que albergan en sistemas. Y cuando las estrellas mueren, liberan elementos cruciales, incluidos metales pesados, en el universo. Sin embargo, sus comienzos siguen siendo un misterio.

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“Cómo se forman las estrellas es una cuestión fundamental en astrofísica“, dijo Claude-André Faucher-Giguère, autor principal del estudio y profesor asociado en el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Northwestern, en un comunicado.

“Ha sido una pregunta muy desafiante de explorar debido a la variedad de procesos físicos involucrados. Esta nueva simulación nos ayudará a abordar directamente preguntas fundamentales que antes no podíamos responder definitivamente“.

El nacimiento de una estrella puede llevar decenas de millones de años, por lo que cuando los astrónomos usan telescopios para estudiar el cielo nocturno, solo obtienen una breve visión de este proceso. Las estrellas también son difíciles de ver a medida que se forman.

“Cuando observamos la formación de estrellas en una región determinada, todo lo que vemos son sitios de formación de estrellas congelados en el tiempo”, dijo Grudić. “Las estrellas también se forman en nubes de polvo, por lo que en su mayoría están ocultas“.

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Las simulaciones proporcionan la mejor manera de correr el telón de lo que realmente sucede cuando se forman las estrellas.

Para crear STARFORGE, los investigadores combinaron una serie de elementos conocidos, como la dinámica de los gases, la gravedad, el calentamiento y el enfriamiento, los campos magnéticos y la actividad estelar.

La ejecución de una de estas simulaciones puede llevar meses, por lo que se utilizó una de las supercomputadoras más grandes del mundo, operada por el Centro de Computación Avanzada de Texas.

El resultado final es STARFORGE, que comienza con una nube de gas de decenas a millones de veces la masa de nuestro sol mientras flota en una galaxia. Con el tiempo, esta nube de gas evoluciona. Las estructuras se forman, luego se desmoronan y se rompen. A partir de esta destrucción, surgen estrellas individuales. Una vez formados, liberan chorros de gas que atraviesan las nubes.

Una vez que se ha utilizado todo el gas, cesa la formación de estrellas. El uso de STARFORGE también podría ayudar a los investigadores a aprender más sobre las galaxias esparcidas por el universo.

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“La comprensión de la formación de galaxias depende de suposiciones sobre la formación de estrellas”, dijo Grudić. “Si podemos comprender la formación de estrellas, entonces podemos comprender la formación de galaxias. Y al comprender la formación de galaxias, podemos comprender más sobre de qué está hecho el universo. Comprender de dónde venimos y cómo estamos situados en el universo depende en última instancia de comprender los orígenes de las estrellas“.

Teniendo en cuenta que estamos hechos de cosas de estrellas, como dijo una vez el astrónomo Carl Sagan, aprender más sobre las estrellas también revela más sobre nosotros mismos.

“Conocer la masa de una estrella nos dice su brillo, así como qué tipo de reacciones nucleares están ocurriendo en su interior”, dijo Faucher-Giguère. “Con eso, podemos aprender más sobre los elementos que se sintetizan en las estrellas, como el carbono y el oxígeno, elementos de los que también estamos hechos”.