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Centro de Radioastronomía y Astrofísica, UNAM Morelia, Michoacán 18 investigadores, dirección de tesis de licenciatura, posgrado en astronomía. LA FORMACION DE LAS ESTRELLAS. Luis F. Rodríguez, CRyA, UNAM. La Formación de las Estrellas.

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LA FORMACION DE LAS ESTRELLAS

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Presentation Transcript


La formacion de las estrellas

Centro de Radioastronomía y Astrofísica, UNAMMorelia, Michoacán18 investigadores, dirección de tesis de licenciatura, posgrado en astronomía


La formacion de las estrellas

LA FORMACION DE LAS ESTRELLAS

Luis F. Rodríguez, CRyA, UNAM


La formaci n de las estrellas

La Formación de las Estrellas

  • El estudio de las estrellas, en sus diferentes etapas evolutivas continúa siendo uno de los temas principales de la astronomía.

  • En particular, la etapa de su formación es un tema en el que ha habido contribuciones importantes de parte de investigadores mexicanos.


D nde y c mo se est n formando las estrellas

¿Dónde y cómo se están formando las estrellas?

  • Nuestro Sol es una de las 200 mil millones de estrellas que forman nuestra Galaxia, la Vía Láctea.

  • La Vía Láctea es una galaxia del tipo espiral, y en éstas aproximadamente 10% de la masa “luminosa” está en la forma de gas libre (nubes) que se puede condensar gravitacionalmente para formar estrellas.


La formacion de las estrellas

NGC 253


La formacion de las estrellas

M 74


La formacion de las estrellas

M 74

100,000 años-luz


La formacion de las estrellas

La Vía Láctea

Luna


La formacion de las estrellas

La Vía Láctea en el Infrarrojo


La formacion de las estrellas

Nube Molecular

Diámetro = 1-10 años-luz Temperatura = 10-100 K Densidad = 1,000-10,000 cm**-3 Formadas por moléculas y polvo Masa = 1-10000 masas solares


Problemas cl sicos de la formaci n estelar

Problemas clásicos de la formación estelar

  • Desde los años 50´s del siglo pasado se identificaron dos problemas importantes en el estudio de la formación estelar.

  • Uno era de tipo observacional y el otro de tipo teórico...


Las nubes moleculares son opacas a la luz visible

Las nubes moleculares son opacas a la luz visible

  • Esto impedía (y de hecho continúa impidiendo) el estudio del proceso con las poderosas técnicas de la astronomía clásica.

  • La solución se encontró en el desarrollo de la radioastronomía y de la astronomía infrarroja, bandas en las que el polvo cósmico es relativamente transparente.


La formacion de las estrellas

Very Large Array


La contracci n gravitacional

La contracción gravitacional

  • La idea básica es que un fragmento de nube molecular, normalmente en equilibrio, pierde “soporte” y se contrae por su propia gravedad hasta formar una estrella.

  • Esto implica una contracción de una escala de 10**18 cm a 10**10 cm.

  • La escala de tiempo para esta contracción es del orden del tiempo de caída libre, 10**4 años.


Las nubes moleculares tienen momento angular

Las nubes moleculares tienen momento angular

  • Esto ocasionaría que conforme la nube se contraía para formar la estrella, la conservación de momento angular haría que el fragmento de nube girara más y más rápido hasta que la fuerza centrífuga detuviera la contracción.

  • Hacia falta un mecanismo que se llevara momento angular para permitir que la contracción continuara.


Los objetos herbig haro

Los objetos Herbig-Haro

  • Un descubrimiento que llevaría a una posible solución al “problema del momento angular” y que impulsaría mucho el estudio de la formación estelar fue el descubrimiento en 1951 por George Herbig y Guillermo Haro de los ahora llamados objetos Herbig-Haro


La formacion de las estrellas

HH 1

HH 2


Qu son los objetos herbig haro

¿Qué son los objetos Herbig-Haro?

  • Pequeñas nebulosas brillantes con espectro óptico producido por un choque de velocidad en los cientos de km/s.

  • No parecían tener fuente de excitación (o sea, una estrella asociada) y se deberían de apagar en unos cuantos años, pero seguían brillando.


La formacion de las estrellas

Very Large Array


La formacion de las estrellas

HH 1

HH 2


La formacion de las estrellas

VLA 1


La formacion de las estrellas

FLUJO MOLECULAR


La formacion de las estrellas

Telescopio Espacial Hubble


La formacion de las estrellas

CHORRO DE SISTEMA HH 111

CERCANO INFRARROJO

VISIBLE

Jorge Cantó y Alejandro Raga, entre otros, han hecho aportaciones importantes al estudio de estos chorros.


La formacion de las estrellas

Imágenes del telescopio espacial Hubble tomadas por Alan Watson y colaboradores.


Qu tienen que ver los chorros con el momento angular

¿Qué tienen que ver los chorros con el momento angular?

  • Se cree que la fuente de donde extraen su energía los chorros es la rotación del disco de acreción. Los chorros se llevan energía y momento angular.

  • La existencia de excesos infrarrojos que implicaban la existencia de discos fue predicha por Arcadio Poveda y observada por Eugenio Mendoza en los años 1960s.


La formacion de las estrellas

Mecanismo de Blandford y Payne (aceleración)


La formacion de las estrellas

Mecanismo de Blandford y Payne (colimación)


La formacion de las estrellas

CLASE 0 t<10**4 años

Paradigma para la formación de estrellas de baja masa (M<unas masas solares): Shu, Adams, y Lizano (1986)

CLASE I t<10**5 años

CLASE II t<10**6 años

CLASE III t<10**7 años


La simbiosis disco chorro

La “Simbiosis” Disco-Chorro

  • Para existir, el chorro requiere de la energía (y del momento angular) del disco.

  • Para que la acreción hacia la estrella proceda, el disco necesita que el chorro le quite energía y momento angular.

  • Esta “simbiosis” está presente en diversos tipos de objectos astronómicos, no sólo en las estrellas jóvenes.


Problemas actuales

Problemas Actuales

  • ¿Evolucionan los discos protoplanetarios?


La formacion de las estrellas

Emisión del polvo en el disco observada a 7 mm con el Very Large Array.


Discos protoplanetarios alrededor de objetos clase i

Discos Protoplanetarios Alrededor de Objetos Clase I

  • La estrella o bien luz de ella reflejada es detectable en el visible o cercano IR.

  • La masa del disco excede 0.01 Msol, la masa “crítica” para formar un Sistema Solar como el nuestro.

  • El diámetro del disco es del orden de 100 unidades astronómicas, como se cree fue el disco protoplanetario del cual nos formamos.


Discos protoplanetarios alrededor de objetos clase 0

¿Discos Protoplanetarios Alrededor de Objetos Clase 0?

  • Hay argumentos teóricos que sugieren que deben de ser más pequeños mientras más jóvenes.

  • Estos objetos están sumamente oscurecidos, su estudio es sólo posible en ondas de radio.

  • Tenemos evidencia preliminar de que, en efecto, son mas pequeños.


La formacion de las estrellas

Emisión del polvo en el disco observada a 7 mm con el Very Large Array.


La formacion de las estrellas

L1527 (Loinard et al. 2003).

Los discos protoplanetarios compactos tienen suficiente masa y tamaño para formar planetas terrestres, aunque su pequeño tamaño no permitiría la formación de planetas como Neptuno y Plutón.


La formacion de las estrellas

DISCOS BINARIOS


La formacion de las estrellas

3.6 cm

CHORROS BINARIOS


Problemas actuales1

Problemas Actuales

  • ¿Evolucionan los discos protoplanetarios? Posiblemente sí.

  • En realidad, las estrellas se forman frecuentemente en sistemas binarios.


Problemas actuales2

Problemas Actuales

  • ¿Evolucionan los discos protoplanetarios? Posiblemente sí.

  • En realidad, las estrellas se forman frecuentemente en sistemas binarios. Usemos movimientos orbitales para determinar las masas; 0.5-2 Msol

  • Mas aun, la formación se da en cúmulos


La formacion de las estrellas

OPTICO

CERCANO INFRARROJO


La nebulosa de ori n

La Nebulosa de Orión

  • En ella conviven estrellas masivas recientemente formadas pero ya en la Secuencia Principal, con estrellas de baja masa que aún están rodeadas de discos y que tienen chorros.


La formacion de las estrellas

Atacama Large Millimeter Array


La formacion de las estrellas

Gran Telescopio Milimétrico

INAOE


El futuro de la formaci n estelar

El Futuro de la Formación Estelar

  • Aun quedan muchos problemas en el campo: formación de estrellas masivas (YG), formación de sistemas múltiples, formación de planetas, colimación de chorros....

  • Esperamos que la astronomía mexicana siga haciendo contribuciones a este campo, tanto en el aspecto teórico, como en el observacional.


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