El origen de las estrellas masivas al descubierto

Las estrellas masivas pueden formarse y crecer a pesar de que la presión de la radiación expansiva excede la fuerza de gravedad que atrae la materia hacia el centro, según un artículo que publica hoy la revista Science.
Durante mucho tiempo los científicos se han preguntado cómo podían formarse las estrellas masivas -cuya masa es 120 veces superior a la del Sol- sin que la radiación disipe las nubes de gas y polvo cósmico que alimentan su crecimiento.
Las conclusiones de este estudio pueden explicar, asimismo, por qué las estrellas masivas tienden a presentarse en sistemas binarios o múltiples, indicó el autor principal del artículo Mark Krumholz, profesor de astronomía y astrofísica en la Universidad de California, en Santa Cruz.
La formación de las estrellas compañeras emergió inesperadamente de los complejos simulacros en computadora que los investigadores usaron para explorar la física de la formación de estrellas masivas.
"No nos habíamos propuesto resolver esta cuestión de modo que el resultado fue un bonito efecto secundario del estudio", dijo Krumholz. "La conclusión principal es que la presión de radiación no limita el crecimiento de las estrellas masivas".
La presión de radiación es la fuerza ejercida por la radiación electromágnética sobre las superficies que impacta. Este efecto es ínfimo en el caso de la luz ordinaria pero se torna significativo en el interior de las estrellas debido a la intensidad de la radiación.
En las estrellas masivas la presión de radiación es la fuerza dominante que contrarresta la gravedad e impide un mayor colapso de la estrella.
"Cuando se aplica la presión de radiación de una estrella masiva al gas y polvo interestelares que la rodean, que son mucho más opacos que el gas interno de la estrella, debería explotar la nube de gas", señaló Krumholz.
Otros estudios anteriores han indicado que la presión de radiación debería dispersar las materias primas que forman la estrella antes de que ésta crezca a un tamaño unas 20 veces mayor que la masa del Sol.
Y sin embargo la observación de los astrónomos encuentra constantemente estrellas que son mucho más grandes que eso.
Krumholz y sus colegas en la UC de Berkeley y el Laboratorio Nacional Livermore, combinaron los avances en tecnología de computadora con complejos códigos que simulan los procesos de formación estelar, y ejecutaron un simulacro del colapso de una enorme nube de gas interestelar para la formación de una estrella masiva.
El proyecto requirió meses de tiempo de computadora en el Centro San Diego de Supercomputadora.
El simulacro mostró que a medida que el gas polvoriento colapsa en el núcleo creciente de la estrella masiva, mientras la presión de radiación empuja hacia afuera y la gravedad tira de la materia hacia adentro, se desarrollan inestabilidades que resultan en canales por los cuales la radiación se dispara a través de la nube y hacia el espacio interestelar, en tanto que el gas sigue cayendo hacia el centro por otros canales.
"Pueden verse columnas de gas que caen hacia el centro y la radiación que se escapa entre esas columnas", dijo Krumholz. "Esto muestra que no se necesitan mecanismos exóticos: las estrellas masivas se forman mediante un proceso de agregado al igual que las estrellas de masa menor".