La formación de estrellas, aunque ha sido objeto de estudio durante siglos, continúa siendo un proceso rodeado de enigmas, especialmente en el caso de las estrellas masivas. Este tipo de estrellas se origina en regiones densas de gas y polvo que complican su observación y son mucho menos frecuentes que otras protoestrellas. Sin embargo, su influencia en el entorno es significativa. Pueden expulsar potentes chorros de materia, conocidos como jets, que impactan el gas circundante, generando ondas de choque capaces de acelerar partículas a velocidades cercanas a la de la luz. Procesos como estos podrían constituir la clave para entender el origen de los rayos cósmicos, un misterio que ha fascinado a los astrofísicos durante más de un siglo.
Recientemente, un equipo de científicos ha confirmado que el sistema HH 80-81, uno de los jets más potentes conocidos y que proviene de una protoestrella masiva en formación, emite rayos gamma, la forma de luz más energética en el universo. Esta detección es inusual para este tipo de objetos y plantea la interrogante de si estos sistemas pueden acelerar protones, los principales componentes de los rayos cósmicos que impactan la Tierra. Los hallazgos fueron publicados en la revista Astronomy & Astrophysics. Javier Méndez, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y autor principal del estudio, destaca la importancia de este descubrimiento, ya que acerca a la comunidad científica a resolver el enigma del origen de los rayos cósmicos, sugiriendo que las estrellas en formación podrían desempeñar un papel crucial en este misterio.
El segundo autor del estudio, Rubén López Coto, también del IAA-CSIC, agrega que identificar el origen de los rayos cósmicos es fundamental para comprender la evolución del universo, y este hallazgo representa una pieza más en el rompecabezas sobre los procesos de aceleración de partículas en nuestra galaxia.
Hasta ahora, se sabía que ciertos objetos extremos del cosmos, como los remanentes de supernovas o los agujeros negros en núcleos galácticos activos, eran capaces de acelerar partículas a altas velocidades y generar rayos cósmicos. Sin embargo, la posibilidad de que procesos tan tempranos como la formación estelar pudieran desempeñar un papel similar era incierta. Este estudio, realizado por el IAA-CSIC, ha demostrado, por primera vez, que un chorro de materia provocado por una protoestrella masiva puede emitir rayos gamma. Esta emisión solo puede ser generada por partículas subatómicas aceleradas en condiciones extremadamente violentas, donde los campos electromagnéticos son determinantes. Esto sugiere que los jets protoestelares podrían ser parte de un universo no térmico.
Para alcanzar este resultado, el IAA-CSIC analizó quince años de datos del telescopio espacial Fermi-LAT de la NASA, un observatorio especializado en la detección de rayos gamma. Esta extensa serie de observaciones ha permitido mejorar la sensibilidad de los estudios previos y aislar con precisión la señal asociada al chorro HH 80-81. Debido a la debilidad de la fuente y su proximidad al plano de la Vía Láctea, que presenta una intensa emisión de fondo, se aplicaron criterios rigurosos para filtrar los datos y enfocarse en las energías más altas, donde la señal resulta más clara.
El equipo también examinó detenidamente la procedencia de la emisión detectada, puesto que en la región observada existen varias fuentes potenciales. No obstante, las características no térmicas previamente detectadas en radiofrecuencias y rayos X del jet HH 80-81, alineadas con la zona de emisión, lo posicionan como el candidato más probable. Los hallazgos sugieren que HH 80-81 podría generar rayos gamma mediante procesos de aceleración de partículas, reforzando su posible rol como fuente de los rayos cósmicos que alcanzan la Tierra.
Este estudio abre nuevas avenidas para explorar sistemas similares mediante la observación de rayos gamma y subraya la necesidad de futuras investigaciones para comprender mejor la física extrema que subyace en la formación de las estrellas más masivas. Javier Méndez concluye que ello no solo podría desvelar el papel de estos fenómenos en la evolución del medio interestelar, sino también en la dinámica de nuestra galaxia.
Fuente: Instituto de Astrofísica de Andalucía
