Ráfagas de radiación de estrellas masivas que golpean la «Espada» de Orión mapeadas con un detalle sin precedentes utilizando el telescopio de Hawái.

Imagen infrarroja de la región de foto disociación de Orión capturada por el telescopio Keck ii. Crédito: Habart et al. /Observatorio WM Keck.

Los astrónomos que utilizan el Observatorio WM Keck en la isla de Hawái han capturado desde Maunakea las imágenes más detalladas y completas jamás tomadas de la zona donde la famosa constelación de Orión es atacada con radiación ultravioleta (UV) de estrellas jóvenes masivas.

Esta zona neutral irradiada, llamada Región de Foto Disociación (Photo Dissociation Region, PDR), está ubicada en la Barra de Orión dentro de la Nebulosa de Orión, un sitio activo de formación de estrellas que se encuentra en el medio de la «Espada» que cuelga del «Cinturón» de Orión. Cuando se ve a simple vista, la nebulosa a menudo se confunde con una de las estrellas de la constelación; cuando se ve con un telescopio, la nebulosa fotogénica se ve como un vivero estelar gaseoso brillante ubicado a 1.350 años luz de la Tierra.

«Fue emocionante ser el primero, junto con mis colegas del equipo del Telescopio Espacial James Webb ‘PDRs4All’, en ver las imágenes más nítidas de la Barra de Orión jamás tomadas en el infrarrojo cercano», dijo Carlos Alvarez, astrónomo del Observatorio Keck y coautor del estudio.

Debido a que la Nebulosa de Orión es la región de formación de estrellas masivas más cercana a nosotros y puede ser similar al entorno en el que nació nuestro Sistema Solar, el estudio de su PDR, el área calentada por la luz de las estrellas, es un lugar ideal para encontrar pistas sobre cómo las estrellas y los planetas se crean.

«Observar las regiones de fotodisociación es como mirar nuestro pasado», dijo Emilie Habart, Profesora Asociada del ‘Institut d’Astrophysique Spatiale’ en la Universidad Paris-Saclay y autora principal de un artículo sobre este estudio. «Estas regiones son importantes porque nos permiten comprender cómo las estrellas jóvenes influyen en la nube de gas y polvo en la que nacen, particularmente en los sitios donde se forman estrellas, como el Sol».

El estudio ha sido aceptado para su publicación en la revista Astronomy & Astrophysics , y está disponible en formato de preimpresión en arXiv.org.

Estas observaciones pioneras han ayudado en la planificación del programa PDRs4All: Retroalimentación radiativa de estrellas masivas (ID1288) del Telescopio espacial James Webb (JWST) Early Release Science (ERS). El programa PDRs4All se describe en un artículo de ‘Publicaciones de la Sociedad Astronómica del Pacífico’ de Berné, Habart, Peeters et al. (2022 ).

Metodología

Para sondear la PDR de Orión, el equipo PDRs4All utilizó la cámara de infrarrojo cercano (NIRC2) de segunda generación del Observatorio Keck en combinación con el sistema de óptica adaptativa del telescopio Keck II. Obtuvieron imágenes de la región con tanto detalle que los investigadores pudieron resolver espacialmente y distinguir las diferentes subestructuras de la barra de Orión, como crestas, filamentos, glóbulos y prólidos (proplids) (discos de foto evaporación iluminados externamente alrededor de estrellas jóvenes), que se formaron cuando la luz de las estrellas estalló y esculpió la mezcla de gas y polvo de la nebulosa.

Izquierda: Mosaico del Telescopio Espacial Hubble de la Barra de Orión. Crédito: NASA/STScI/Rice Univ./C.O’Dell et al. El campo de visión amplio de la cámara NIRC2 se muestra en el cuadrado amarillo. Derecha: El mapa infrarrojo de calor de la barra de Orión obtenido con el instrumento NIRC2 del Observatorio Keck revela subestructuras como los prólidos. 
Crédito: Habart et al./Observatorio WM Keck
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“Nunca antes habíamos podido observar a pequeña escala cómo las estructuras de materia interestelar dependen de sus entornos, en particular cómo se podrían formar sistemas planetarios en entornos fuertemente irradiados por estrellas masivas”, dijo Habart. «Esto puede permitirnos comprender mejor la herencia del medio interestelar en los sistemas planetarios, es decir, nuestros orígenes».

Las estrellas jóvenes masivas emiten grandes cantidades de radiación ultravioleta que afectan la física y la química de su entorno local. Aún no se sabe bien cómo esta oleada de energía que las estrellas inyectan en sus nubes nativas impacta y da forma a la formación de estrellas.

Las nuevas imágenes del Observatorio Keck de la Barra de Orión ayudarán a profundizar la comprensión de los astrónomos sobre este proceso porque revelan en detalle dónde el gas en su PDR cambia de gas ionizado caliente a gas atómico cálido y molecular frío. Mapear esta conversión es importante porque el gas molecular denso y frío es el combustible necesario para la formación de estrellas.

Qué sigue

Estas nuevas observaciones del Observatorio Keck han informado los planes para las observaciones del JWST de la Barra de Orión, que se encuentra entre los objetivos del JWST y se espera que se observe en las próximas semanas.

“Uno de los aspectos más emocionantes de este trabajo es ver al Keck jugar un papel fundamental en la era del JWST”, dijo Álvarez. “ El JWST podrá profundizar más en la barra de Orión y otras PDR, y Keck será fundamental para validar los primeros resultados científicos de JWST. Juntos, los dos telescopios pueden proporcionar una visión única de las características del gas y la composición química de los PDR, lo que nos ayudará a comprender la naturaleza de estas fascinantes regiones plagadas de estrellas”.

Fuente:  Observatorio WM Keck.

Artículo original: »Massive Stars’ Blasts Hitting Orion’s “Sword” Mapped In Unprecedented Detail Using Hawaiʻi Telescope‘. September 6, 2022.

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Una de esas regiones dentro de la nebulosa donde esto está sucediendo es la barra de Orión, una característica similar a una cresta de gas y polvo que está siendo esculpida por la intensa radiación de las estrellas jóvenes y calientes vecinas. En realidad, la Barra de Orión no es realmente una «barra» en absoluto. En cambio, contiene mucha estructura y varias zonas distintas. Por primera vez, el Webb podrá separar y estudiar las condiciones físicas de estas diferentes zonas. El siguiente artículo lo presenta:

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