La formación de estrellas ha intrigado a la humanidad durante siglos, pero sigue siendo un proceso lleno de misterios, especialmente en el caso de las estrellas más masivas. Estas titanes nacen en regiones densas de gas y polvo que complican su observación, y su rareza en comparación con otras protoestrellas hace que sean menos estudiadas. Sin embargo, su influencia en el entorno es colossal; pueden emitir poderosos chorros de materia, conocidos como jets, que interactúan con el gas circundante y generan ondas de choque capaces de acelerar partículas a velocidades casi lumínicas. Tales fenómenos podrían ser la clave para entender el origen de los rayos cósmicos, un enigma persistente en la astrofísica.
Recientemente, un equipo de científicos ha logrado confirmar que el sistema HH 80-81, uno de los jets más potentes conocidos, emitido por una protoestrella masiva en formación, también emite rayos gamma, la forma de luz más energética en el universo. Esta detección es poco común en objetos de este tipo, lo que plantea la inquietante cuestión de si estos sistemas son capaces de acelerar protones, que son la principal componente de los rayos cósmicos que llegan a nuestro planeta. Los resultados de esta investigación han sido 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: “Nos acerca un paso más a entender el origen de los rayos cósmicos, y demuestra que las estrellas en formación pueden jugar un papel clave en este misterio de más de cien años”. En esta línea, Rubén López Coto, segundo autor del trabajo, reafirma que identificar el origen de los rayos cósmicos es esencial para la comprensión de la evolución del universo, considerándolo una pieza más en el rompecabezas de los procesos de aceleración de estas partículas en nuestra galaxia.
Hasta la fecha, se conocía que ciertos objetos extremados del universo, como los remanentes de supernovas o los agujeros negros en núcleos galácticos activos, podían acelerar partículas y generar rayos cósmicos. Sin embargo, el papel de fenómenos tan tempranos como la formación de una estrella para esta función permanecía en el aire. Esta investigación ha demostrado, por primera vez, que un chorro de materia expulsado por una protoestrella masiva puede emitir rayos gamma, una emisión que solo puede originarse a partir de partículas subatómicas aceleradas en entornos altamente violentos, donde los campos electromagnéticos juegan un papel crucial. Este hallazgo sugiere que los jets protoestelares podrían estar relacionados con el llamado universo no térmico.
El equipo del IAA-CSIC llevó a cabo un análisis de quince años de datos del telescopio espacial Fermi-LAT de la NASA, un observatorio especializado en la detección de rayos gamma. Esta extensa recopilación de observaciones mejoró considerablemente la sensibilidad de estudios anteriores, permitiendo una identificación más precisa de la señal asociada al chorro HH 80-81. Dado que se trata de una fuente débil situada cerca del plano de la Vía Láctea —una región con alta emisión de fondo—, se aplicaron criterios estrictos para filtrar los datos y concentrarse en las energías más altas, donde la señal es más clara.
La investigación también se centró en determinar el origen de la emisión detectada. En la zona observada existen múltiples fuentes que podrían ser responsables, pero las características no térmicas previamente observadas en radiofrecuencias y rayos X del jet HH 80-81, junto con su coincidencia exacta con la región de emisión, lo señalan como el candidato más probable. Los resultados sugieren que HH 80-81 podría generar rayos gamma mediante procesos de aceleración de partículas, reforzando su posible papel como fuente de los rayos cósmicos que llegan a la Tierra.
Este estudio abre nuevas vías para investigar estos sistemas mediante rayos gamma, así como la necesidad de futuras observaciones para comprender mejor la física extrema que subyace en el nacimiento de las estrellas más masivas. Como concluye Javier Méndez, “también abre una nueva ventana para estudiar cómo estos objetos extremos influyen en la evolución del medio interestelar y en la dinámica de nuestra galaxia”. Esto no solo amplía nuestro conocimiento sobre el origen de los rayos cósmicos, sino que también realza nuestra comprensión del universo en su totalidad.
Fuente: Instituto de Astrofísica de Andalucía
