¿Por qué siguen creándose estrellas?

Si las estrellas se forman por la contracción de nubes gigantes de gas y polvo, ¿por qué no colapsaron esas nubes hace miles de millones de años? ¿Hay algún mecanismo que impida les contraerse o que puede llegar a acelerar esa contracción cuando sucede? ¿Por qué hay estrellas de más de diez mil millones de años de edad y otras de apenas unos millones?

 

La grandísima mayoría de estrellas que observamos en el universo, incluidas las cercanas a la Tierra, se formaron hace miles de millones de años. El Sol, concretamente, hace unos 5 000 millones de años. Y todas estas estrellas se formaron cada una de ellas a partir de una nube de gas y polvo gigantesca que acabó contrayéndose debido a su propia gravedad. Pero, ¿por qué tardó la nube de gas y polvo correspondiente al Sol unos 8 700 millones de años desde el inicio del universo para empezar a contraerse? ¿Y por qué otras nubes han esperado hasta la actualidad, formando estrellas que aún están por nacer? En definitiva, ¿por qué no todas las estrellas nacieron en los primeros miles de millones de años de existencia del universo y por qué algunas siguen creándose a día de hoy?

En primer lugar, dejemos claro que el universo es un lugar en constante renovación. Ahora mismo en la Vía Láctea hay millones de estrellas agotando su combustible y con ello sus días y otros tantos millones naciendo a partir de otras tantas nubes de gas y polvo repartidas por toda la galaxia. Si esto no nos resulta evidente mirando al cielo nocturno es porque las escalas temporales necesarias para que estos procesos tengan lugar son increíblemente largas en comparación con una vida humana. Hasta las estrellas más masivas y efímeras tardan varios millones de años en consumir todo su combustible.

Conocemos multitud de regiones de formación estelar en nuestra galaxia y fuera de ella. Una de las más destacadas, por su tamaño y la cantidad de estrellas que contiene es la nebulosa NGC 604. Esta nebulosa se encuentra en las afueras de la galaxia del Triángulo, una galaxia espiral que es el tercer miembro más grande de nuestro vecindario galáctico, el conocido como Grupo Local. NGC 604 es un auténtico monstruo, con unos 1 500 años luz de diámetro que contiene tan solo en su región central unas 200 estrellas del tipo espectral O y WR. Estas estrellas alcanzan masas de hasta cien mil veces la del Sol. Estas estrellas del centro de la nebulosa, las que iluminan esa región central, tienen menos de tres millones y medio de años de antigüedad. No sabemos qué lo provocó, pero hace varios millones de años esa nube inconcebiblemente grande de gas y polvo comenzó a contraerse, formando miles de estrellas en el proceso.

NASA/ESA, Hubble ST | NGC 604
NASA/ESA, Hubble ST | NGC 604

Durante esa contracción algunos paquetitos dentro de la nube principal acaban concentrando grandes cantidades de materia y contrayéndose más rápido que el resto y calentándose en el proceso. Cuando la región central de esos paquetitos se contrae lo suficiente, se llegan a alcanzar temperaturas de varios millones de grados y las presiones necesarias para que los núcleos de hidrógeno se sobrepongan a la repulsión electromagnética y se fusionen, dando lugar a núcleos de helio y liberando grandes cantidades de energía en el proceso. Es entonces cuando podemos decir que ha nacido una estrella.

Sin embargo, si la nebulosa de NGC 604 empezó a contraerse hace unos pocos millones de años, ¿qué impidió que lo hiciera el 99,9 % de la vida del universo restante? Dentro de un gas cualquiera, incluso de un gas frío como el que ocupa el medio interestelar, las partículas que lo componen tendrán una cierta temperatura y por tanto, una cierta energía. Para nubes suficientemente pequeñas o suficientemente dispersas, esta energía puede ser suficiente para oponerse a la contracción de la gravedad. Si el gas está caliente, por estar en la cercanía de algún astro que emita grandes cantidades de energía, sus partículas se moverán demasiado rápido y no llegarán a formarse las aglutinaciones que, con el tiempo, darán lugar a una estrella y un sistema estelar completo.

Si además la nube tiene cierta rotación, ésta también podrá dificultar la contracción del material. Si se produce una mínima contracción, el material de la nube rotará más rápido (porque deberá conservar el momento angular total de la nube), llegando en ocasiones a rotar tan rápido como para expulsar el material situado en las regiones más exteriores. También los campos magnéticos pueden impedir todo este proceso. De igual forma que la Tierra, los planetas gigantes o el Sol tienen campos magnéticos, una nube de gas y polvo los tendrá. Al fin y al cabo un campo magnético puede crearse con cargas en movimiento y eso abunda en estas nubes.

Todos estos factores pueden competir con la gravedad y evitar o al menos ralentizar la contracción de las nubes que darán lugar a estrellas. Se han observado multitud de casos en los que una nube no ha iniciado su contracción hasta que no ha recibido una perturbación externa, como una explosión de supernova o simplemente el nacimiento de una estrella cercana. Estos sucesos creando ondas de choque que comprimen el gas a su paso y aceleran este proceso de contracción. Además, pueden enriquecer el material de esas nubes con elementos químicos más pesados que el hidrógeno y el helio, haciendo posible la formación de planetas rocosos como la Tierra.

Referencia:

J. Maíz-Apellániz, 2004, NGC 604, the Scaled OB Association (SOBA) Prototype. I. Spatial Distribution of the Different Gas Phases and Attenuation by Dust, The Astronomical Journal. 128 (3), doi:10.1086/422925

E. Chaisson, S. McMillan, 1993, Astronomy Today, Prentice Hall

José Luis Oltra de perfil

José Luis Oltra (Cuarentaydos)

Soy físico de formación y viajero de vocación. Divulgo ciencia allí donde me lo permiten, aunque principalmente en youtube y tiktok bajo el nombre de Cuarentaydos. Por aquí me verás hablando de la física del universo, desde las galaxias y estrellas más grandes hasta las partículas subatómicas que las componen.

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