Científicos detectan por primera vez la ‘deriva cósmica’ que desencadena el nacimiento de estrellas

Un equipo internacional de astrofísicos ha detectado por primera vez una firma observacional de la difusión ambipolar —una sutil diferencia de velocidad entre iones y moléculas neutras— dentro de un núcleo preestelar, ofreciendo una visión directa del mecanismo físico que permite que las densas nubes de gas y polvo colapsen y formen estrellas.

Una búsqueda de décadas

El hallazgo, anunciado el 10 de julio por instituciones que incluyen el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre y la Universidad de Kyushu, se centra en L1544, un núcleo preestelar bien estudiado en la constelación de Tauro. Los resultados han sido aceptados para su publicación en la revista Astronomy & Astrophysics.arxiv+3

Las estrellas como nuestro sol comienzan sus vidas dentro de concentraciones frías y densas de gas y polvo interestelar atravesadas por campos magnéticos. En teoría, el campo magnético resiste el colapso gravitacional, pero a medida que el nivel de ionización cae profundamente dentro de un núcleo, las moléculas neutras se desacoplan de los iones ligados al campo, permitiendo que la materia derive hacia adentro y eventualmente desencadene el colapso. Este proceso, conocido como difusión ambipolar, ha sido una piedra angular de la teoría de la formación estelar durante décadas, sin embargo, la prueba observacional directa había permanecido esquiva.academic.oup

Cómo lo encontraron

Dirigido por Doris Arzoumanian, el equipo observó dos moléculas deuteradas —el ion N₂D⁺ y la especie neutra para-NH₂D— que rastrean el mismo interior de alta densidad de L1544. Al comparar los centroides de velocidad de las dos especies moleculares, los investigadores midieron una diferencia media de velocidad ion-neutro de aproximadamente 0,05 kilómetros por segundo hacia el núcleo. Aunque pequeña, esta compensación coincidió con las predicciones de simulaciones autoconsistentes que tienen en cuenta el crecimiento de los granos de polvo y su efecto en el acoplamiento entre la materia y el campo magnético.x+1

El estudio también destaca un factor inesperado: el papel del crecimiento de los granos de polvo en la etapa preestelar al establecer la tasa de difusión ambipolar. A medida que los granos crecen dentro del núcleo, absorben electrones e iones libres, reduciendo la fracción de ionización y acelerando el proceso de desacoplamiento. El equipo propuso que las mediciones futuras de las velocidades de deriva ion-neutro podrían proporcionar nuevas restricciones sobre la intensidad del campo magnético y las distribuciones de tamaño del polvo dentro de los núcleos preestelares.arxiv+1

Por qué es importante

Hasta ahora, nunca se había observado el inicio del colapso gravitacional impulsado por el desacoplamiento ion-neutro. Un estudio teórico de 2023 en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society planteó el desafío, señalando que "aún queda por confirmar una detección definitiva de sus firmas observacionales". El nuevo resultado supera ese obstáculo, convirtiendo una predicción teórica en astrofísica medible y abriendo una nueva ventana diagnóstica a los momentos más tempranos antes de que nazca una estrella.academic.oup+1