El IAA participa en la primera medición directa de la órbita de un sistema protobinario masivo
El estudio, publicado en 'Nature Astronomy', apunta a que las dos estrellas de IRAS 07299-1651 se formaron por separado y quedaron unidas posteriormente tras un encuentro gravitatorio
El Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) ha participado en un estudio internacional que ha logrado medir por primera vez de forma directa el movimiento orbital de IRAS 07299-1651, un sistema protobinario masivo.
Los resultados sugieren que las dos estrellas que lo componen se formaron de manera independiente y quedaron posteriormente unidas como consecuencia de un encuentro gravitatorio cercano.
El trabajo, publicado este lunes en la revista 'Nature Astronomy', aporta nuevas claves para resolver una de las incógnitas de la astronomía: cómo se forman los sistemas binarios de estrellas masivas y si sus integrantes nacen conjuntamente o se unen durante etapas posteriores de su evolución.
IRAS 07299-1651 está formado por dos estrellas todavía en proceso de formación, cuya masa total alcanza al menos 18 veces la del Sol, y se encuentra rodeado por una densa envoltura de gas y polvo.
Para determinar su movimiento, los investigadores han analizado casi ocho años de observaciones de alta resolución realizadas con el observatorio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Estos datos se han complementado con los obtenidos mediante el radiotelescopio VLA (Karl G. Jansky Very Large Array), el telescopio espacial James Webb (JWST) y el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO).
La combinación de estas observaciones ha permitido reconstruir en tres dimensiones tanto la órbita del sistema binario como la orientación de los dos discos circunestelares que rodean a las estrellas.
"Nuestros hallazgos sugieren que las dos estrellas no han nacido juntas, sino que empezaron a formarse de manera independiente antes de experimentar un encuentro gravitatorio cercano", ha explicado Rubén Fedriani, investigador del IAA-CSIC contratado en el marco del programa Severo Ochoa y participante en el estudio.
Según Fedriani, los resultados ponen de manifiesto "el comportamiento dinámico y cambiante de las estrellas mientras se forman y crecen, algo que nunca antes se había observado directamente".
Nuevas claves sobre las estrellas binarias masivas
Las estrellas más masivas de la galaxia suelen encontrarse en sistemas binarios, constituidos por dos estrellas que orbitan alrededor de un centro de masa común. Estos sistemas tienen además una gran relevancia en la evolución de las galaxias, puesto que pueden originar algunos de los fenómenos más energéticos del Universo, como explosiones de supernova, binarias de rayos X o fusiones de agujeros negros.
Hasta ahora, los estudios de sistemas binarios masivos en etapas tan tempranas únicamente habían permitido obtener información parcial sobre sus órbitas, lo que dificultaba determinar cuál de los distintos escenarios planteados explicaba mejor su formación.
El nuevo trabajo proporciona por primera vez una reconstrucción directa y tridimensional de la órbita de un sistema protobinario masivo todavía inmerso en la nube de gas y polvo de la que está naciendo.
"Nuestras observaciones nos permiten, en la práctica, contemplar cómo dos estrellas masivas jóvenes orbitan una alrededor de la otra, algo que nunca antes se había medido directamente mientras un sistema de este tipo todavía se está formando dentro de su nube natal", ha señalado Fedriani.
La investigación ha permitido determinar también la orientación de los discos de acreción, las estructuras de gas y polvo que rodean a cada una de las estrellas y de las que estas pueden continuar incorporando material mientras se forman.
El IAA-CSIC ha liderado la adquisición, reducción y análisis de los datos en el infrarrojo obtenidos con el instrumento NIRCam del telescopio espacial James Webb y con KMOS, instalado en el Very Large Telescope.
Dos estrellas que pudieron 'emparejarse'
Los resultados han revelado además un escenario diferente al previsto inicialmente por los modelos de formación estelar. Estos predicen que sistemas binarios con una separación tan pequeña deberían originarse mediante la fragmentación de un disco circunestelar masivo.
Ese proceso debería generar órbitas relativamente próximas a una trayectoria circular y discos de acreción aproximadamente alineados entre sí y respecto al plano orbital.
Sin embargo, IRAS 07299-1651 presenta una órbita muy alargada y de elevada excentricidad. Sus dos discos se encuentran, además, fuertemente desalineados tanto entre sí como respecto al plano orbital.
La combinación de estas características refuerza un escenario alternativo: las dos estrellas podrían haberse formado de manera independiente para después quedar "emparejadas" gravitacionalmente tras un encuentro cercano.
Este mecanismo supone una posible vía para la formación de sistemas binarios masivos que hasta ahora no había podido confirmarse mediante la observación directa de la dinámica orbital de un sistema que todavía se encuentra en pleno proceso de formación.
"Este trabajo ofrece una oportunidad excepcional para observar un sistema binario masivo en una de las etapas más tempranas de su ensamblaje, proporcionando una nueva perspectiva sobre cómo nacen algunas de las estrellas más influyentes del Universo", ha concluido Fedriani.
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