Investigadores del IAC ha desvelado la Anatomía del impacto de un jet protoestelar en la Nebulosa de Orión

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Un equipo internacional liderado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha desvelado, con un nivel de detalle inédito, los efectos físicos y químicos del impacto de un jet protoestelar en el interior de la Nebulosa de Orión. El estudio se ha realizado mediante observaciones del Very Large Telescope (VLT) y 20 años de imágenes del Telescopio Espacial Hubble (HST). Las observaciones muestran evidencias de compresión y calentamiento producidos por el frente de choque, así como de la destrucción de partículas de polvo, que incrementan de forma espectacular la abundancia gaseosa de átomos de hierro, níquel y otros elementos pesados en la Nebulosa de Orión. Los resultados se han publicado recientemente en la revista científica The Astrophysical Journal.

La Nebulosa de Orión, uno de los objetos astronómicos más conocidos y brillantes del cielo nocturno, es la región de formación de estrellas masivas más cercana a la Tierra y muestra una estructura gaseosa compleja y extensa. Algunas de las estrellas recién nacidas que alberga emiten chorros de gas a alta velocidad, conocidos como jets que, al impactar sobre los alrededores, producen frentes de choque que comprimen y calientan el gas nebular.  Estas zonas de impacto suelen adoptar una forma arqueada y se denominan objetos Herbig-Haro (HH), en honor a sus descubridores: George Herbig y Guillermo Haro.

Estos objetos han sido observados en múltiples nebulosas oscuras, donde el gas frío se encuentra en estado neutro y su fuente principal de energía es el calor generado durante el choque. Sin embargo, los chorros de gas observados dentro de la Nebulosa de Orión se encuentran inmersos en el intenso campo de radiación producido por sus estrellas más masivas: el Trapecio de Orión, ubicado en el centro de la nebulosa. Gracias a esta radiación, tanto el gas situado en el frente de choque como el comprimido tras su paso, es calentado e ionizado, lo que nos permite desvelar con precisión las condiciones físicas y la composición química del jet.

El trabajo realizado por el equipo de investigadores de España, México y Estados Unidos y liderado por José Eduardo Méndez Delgado, estudiante de doctorado del IAC y la Universidad de La Laguna (ULL), ha desvelado las complejas relaciones entre las abundancias iónicas del gas y sus condiciones físicas en HH204, uno de los objetos Herbig-Haro más prominentes de la Nebulosa de Orión.

“Nuestro trabajo revela que en el frente de choque de HH204 las abundancias gaseosas de elementos pesados como hierro o níquel aumentan hasta en un 350% sobre lo que se encuentra normalmente en la Nebulosa de Orión y nos permite determinar la proporción de otros elementos químicos con una mayor precisión y, en definitiva, conocer mejor la evolución química de la vecindad solar”, explica José Eduardo Méndez Delgado, autor principal del estudio.

“Además del enriquecimiento de elementos pesados en fase gaseosa, hemos observado una zona de calentamiento post-choque que afecta a una fracción muy pequeña del gas y que nos permite entender las distintas capas de la estructura del objeto Herbig-Haro generadas por el impacto del frente de choque”, señala César Esteban, investigador del IAC y coautor del estudio.

“El origen de HH204 parece estar asociado con una de las zonas más brillantes y ricas en formación estelar de la Nebulosa de Orión, la región llamada Orión Sur, aunque hay muchas interacciones de gas que parecen alimentarlo de varias direcciones”, agrega William Henney, investigador del Instituto de Radiastronomía y Astrofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México y coautor del trabajo.

“Gracias a las imágenes del Telescopio Espacial Hubble, hemos determinado que HH204 se propaga a un ángulo de 32º del plano del cielo, lo que nos permite observar transversalmente la compresión del gas a medida que nos acercamos al frente de choque”, puntualiza Karla Arellano Córdova, investigadora de la Universidad de Texas en Austin y coautora del artículo.

“Hemos visto que el impacto de estos objetos puede ser importante a la hora de determinar las condiciones físicas locales de las nebulosas ionizadas. De hecho, el no considerar sus efectos puede llevar a una determinación incorrecta de la composición química de las nebulosas ionizadas, herramientas fundamentales en la comprensión de la evolución química del Universo”, finaliza Jorge García Rojas, investigador del IAC y coautor del trabajo.

Artículo: Méndez-Delgado, J. E.; Henney, W. J.; Esteban, C.; García-Rojas, J.; Mesa-Delgado, A. & Arellano-Córdova, K. Z. “Photoionized Herbig-Haro objects in the Orion Nebula through deep high-spectral resolution spectroscopy II: HH204”. The Astrophysical Journal. DOI: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac0cf5#artAbst

– Arxiv: https://arxiv.org/abs/2106.08667

Contacto en el IAC:

– José Eduardo Méndez Delgado: jemd@iac.es

– César Esteban: cel@iac.es

– Jorge García Rojas: jogarcia@iac.es

Pie de foto:

Vista de HH204, un objeto Herbig-Haro en la Nebulosa de Orión. El panel izquierdo muestra a la Nebulosa de Orión observada desde el Telescopio Espacial Hubble y resalta el área donde se encuentra HH204. En el panel derecho, se muestra con detalle las estructuras de HH204 y su aparente compañero, HH203. En este panel, las imágenes del Telescopio Espacial Hubble tomadas a lo largo de 20 años y resaltadas artísticamente con distinto color muestran el avance de los chorros de gas a través de la Nebulosa de Orión. Crédito: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC).

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