Santiago (Chile).- En un descubrimiento sin precedentes, un equipo científico liderado por Ryan Boyden de la Universidad de Virginia ha identificado líneas espectrales de recombinación de hidrógeno en discos protoplanetarios dentro de la emblemática Nebulosa de Orión, situada a unos 1.000 años-luz de la Tierra.
Usando datos del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), los investigadores encontraron por primera vez señales claras de envolturas de gas ionizado alrededor de estos discos, llamados proplyds, en un ambiente astronómico complicado y lleno de energía.
La mayoría de las estrellas se forman en nubes moleculares densas, donde las condiciones ambientales determinan el nacimiento de sistemas planetarios. Sin embargo, la influencia de estrellas masivas cercanas puede alterar drásticamente ese proceso.
Estas estrellas emiten una intensa radiación ionizante que afecta el área alrededor del disco protoplanetario al generar una capa de gas ionizado. Esta transformación puede ser detectada mediante líneas espectrales específicas de recombinación de hidrógeno.
La identificación de estas líneas no solo confirma la presencia de gas ionizado, sino que proporciona una ventana precisa a las condiciones físicas dentro de estos discos.
Aunque ALMA ha sido clave para estudiar grandes estructuras cósmicas y discos protoplanetarios, este estudio es especial porque muestra que el observatorio puede detectar líneas de recombinación de hidrógeno en objetos tan pequeños como proplyds individuales.
Estas estructuras, además de tener un disco de gas y polvo alrededor de una estrella joven, están siendo activamente erosionadas por la radiación de estrellas cercanas, lo que añade complejidad a su análisis.
El equipo de Boyden examinó datos de observaciones anteriores de ALMA que cubrían más de 200 discos en el cúmulo de estrellas de la Nebulosa de Orión. De estos, 17 proplyds mostraron señales claras de la línea espectral H41α, que ocurre cuando un electrón libre se une a un ion de hidrógeno y baja del nivel 42 al 41.
Esta transición energética, claramente detectable en las ondas de radio de 3,1 milímetros, proporciona información clave sobre las condiciones internas de la envoltura ionizada.
La línea H41α resultó ser especialmente valiosa para calcular la temperatura y la densidad del gas. Según los datos, las temperaturas en estas envolturas varían entre 6.000 y 10.000 Kelvin, cifras que representan algunas de las mediciones más precisas hasta la fecha en este tipo de entornos.
Además, el ancho de la línea espectral ayudó al equipo a estudiar los movimientos internos del gas, mostrando dinámicas relacionadas con la fotoevaporación causada por la radiación de las estrellas masivas que están cerca.
Boyden destaca que este descubrimiento fue en gran parte fortuito, un producto inesperado de un análisis detallado de datos existentes. Este tipo de hallazgos, explica, son a menudo los más emocionantes porque abren nuevas líneas de investigación y permiten reinterpretar lo que ya se conoce. En palabras del propio investigador: “Este descubrimiento fue fruto de la casualidad, y a veces esos son los proyectos científicos más apasionantes en los que trabajar”.
Además de las líneas de hidrógeno, el equipo también encontró líneas He41α, que podrían mostrar una cantidad inusual de helio en la zona o ser causadas por contaminación espectral de carbono. Aunque estas señales requieren más estudio, representan otro indicio de la riqueza de información contenida en estos datos y de la necesidad de observaciones más precisas y profundas.
El hallazgo también subraya el poder de ALMA como herramienta de exploración. Boyden señala que este conjunto de radiotelescopios no solo tiene la mejor resolución angular del mundo, sino que su sensibilidad es ideal para el tipo de observaciones que este estudio necesitaba.
Con futuras actualizaciones tecnológicas y la llegada del ngVLA (Next Generation Very Large Array), las posibilidades para detectar más líneas de recombinación en longitudes de onda aún más largas se ampliarán significativamente.
Este trabajo no solo demuestra la viabilidad de detectar líneas espectrales específicas en discos protoplanetarios individuales, sino que también abre una nueva puerta para comprender cómo la interacción entre estrellas jóvenes y su entorno afecta la evolución planetaria.
En un universo donde los planetas, estrellas y galaxias se forman bajo condiciones extremas, estudios como este ofrecen pistas cruciales sobre los procesos que moldean los sistemas estelares desde sus etapas más tempranas.
