Numerosos discos protoplanetarios detectados en el centro galáctico

Observaciones con el conjunto de telescopios ALMA en Chile, han permitido compilar el mapa más preciso hasta la fecha de tres regiones de la Zona Molecular Central de la Vía Láctea.

Un equipo internacional de investigadores del Instituto Kavli de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Pekín (KIAA, PKU), el Observatorio Astronómico de Shanghái (SHAO) y el Instituto de Astrofísica de la Universidad de Colonia (UoC), junto con varias instituciones colaboradoras, ha revelado más de quinientos núcleos densos, los lugares donde se forman las estrellas. Los resultados se han publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.

Detectar estos sistemas en la CMZ supone un desafío excepcional. Estas regiones son distantes, tenues y están profundamente enterradas en gruesas capas de polvo interestelar. Para superar estos obstáculos, el equipo utilizó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en el desierto chileno de Atacama, un telescopio interferométrico que combina señales de antenas distribuidas a lo largo de varios kilómetros para lograr una resolución angular extraordinaria.

"Esto nos permite resolver estructuras tan pequeñas como mil unidades astronómicas, incluso a distancias de CMZ de aproximadamente 17 mil millones de UA", afirmó el profesor Xing Lu, investigador del Observatorio Astronómico de Shanghái e investigador principal del proyecto de observación ALMA.

Al reconfigurar el conjunto y observar a múltiples frecuencias, el equipo realizó observaciones de doble banda, capturando dos longitudes de onda diferentes con la misma resolución espacial. Así como la visión humana se basa en el contraste de color para interpretar el mundo, las imágenes de doble banda proporcionan información espectral crucial sobre la temperatura, las propiedades del polvo y la estructura de estos sistemas remotos.

Para su sorpresa, los investigadores descubrieron que más del setenta por ciento de los núcleos densos aparecían significativamente más rojos de lo esperado. Tras descartar cuidadosamente el sesgo observacional y otras posibles explicaciones, propusieron dos escenarios principales, ambos sugiriendo la presencia generalizada de discos protoplanetarios.

"Nos sorprendió ver estos 'pequeños puntos rojos' atravesar las nubes moleculares", declaró en un comunicado el primer autor Fengwei Xu, quien actualmente investiga en el Instituto de Astrofísica de la Universidad de Colonia en el contexto de su tesis doctoral. "Nos revelan la naturaleza oculta de los núcleos densos de formación estelar".

Una posible explicación es que estos núcleos no son esferas transparentes y homogéneas, como se creía anteriormente. En cambio, podrían contener estructuras más pequeñas y ópticamente gruesas -posiblemente discos protoplanetarios- cuya autoabsorción a longitudes de onda más cortas provoca el enrojecimiento observado. "Esto desafía nuestra suposición original de núcleos densos canónicos", afirmó el profesor Ke Wang, supervisor del doctorado de Fengwei Xu en el Instituto Kavli.

Otra posibilidad implica el crecimiento de granos de polvo dentro de estos sistemas. "En el medio interestelar difuso, los granos de polvo suelen tener un tamaño de apenas unas micras", explicó el profesor Hauyu Baobab Liu, del Departamento de Física de la Universidad Nacional Sun Yat-sen, quien dirigió el modelado de transferencia radiativa en el estudio. "Sin embargo, nuestros modelos indican que algunos núcleos podrían contener granos milimétricos, que solo podrían formarse en discos protoplanetarios y luego ser expulsados, quizás por erupciones protoestelares".

Independientemente del escenario predominante, ambos requieren la presencia de discos protoplanetarios. Los hallazgos sugieren que más de trescientos sistemas de este tipo podrían estar ya formándose tan solo dentro de estas tres nubes CMZ. "Es emocionante que estemos detectando posibles candidatos a discos protoplanetarios en el Centro Galáctico. Las condiciones allí son muy diferentes a las de nuestro entorno, y esto podría brindarnos la oportunidad de estudiar la formación de planetas en este entorno extremo", afirmó el profesor Peter Schilke, de la Universidad de Colonia, codirector del doctorado de Fengwei Xu.