Investigadores de la Universidad de Costa Rica, Suiza y China desarrollaron el modelo computacional que explica por qué rotan las estrellas masivas
El nuevo modelo computacional arroja luz sobre un problema que tiene varias décadas de antigüedad para la comunidad científica de la astronomía: ¿cómo las estrellas masivas (aquellas que tienen al menos ocho veces la masa de nuestro Sol) adquieren sus tasas de rotación por medio de discos de acreción y chorros?
El equipo es liderado por el Dr. André Oliva, del grupo de investigación Beiwa (que significa estrella en el idioma cabécar del Chirripó) del Centro de Investigaciones Espaciales (Cinespa) de la UCR; con el trabajo del Dr. Facundo Moyano del Observatorio de Yunnan, y los investigadores del Departamento de Astronomía de la Universidad de Ginebra, Luca Sciarini, la Dra. Sylvia Ekström, el Dr. Patrick Eggenberger y el Dr. Georges Meynet.
La investigación se lleva adelante con el apoyo del Clúster de la Universidad de Costa Rica, que es el clúster de supercómputo más poderoso de Centroamérica. Este recurso posibilita, por ejemplo, recrear el nacimiento de galaxias y realizar en días o, incluso, en horas, procesos de cálculos que tomarían hasta diez años. Además, puede efectuar más de un billón de operaciones matemáticas por segundo en campos como bioinformática, inteligencia artificial, genética y física médica.
La respuesta a una incógnita de gran trascendencia para la astronomía
A pesar de décadas de investigación sobre la formación y evolución de estas estrellas, son raros los estudios que se enfocan en el origen de sus tasas de rotación. Es decir, los científicos conocen cómo evoluciona una estrella que rota, pero no de dónde viene esta rotación.
Por décadas, los cálculos han mostrado que este proceso está incompleto, porque la estrella empezaría a rotar cada vez más rápido hasta desbaratarse. Los chorros en cuestión se observan comúnmente en la naturaleza y el equipo de investigadores encontró que son clave para explicar por qué la estrella no se desbarata.
El Dr. André Oliva detalla cómo las estrellas se forman gracias a una nube de gas y polvo que se va contrayendo debido a la gravedad. Durante este proceso, su centro rota cada vez más rápido, de forma similar a cuando una bailarina que da vueltas cierra sus brazos. "Cuando se acumula suficiente rotación en el centro de la nube, se forma un disco de acreción, que es esencialmente material que da vueltas mientras hace fila para entrar y ser comido por la estrella que se está formando en el centro de la nube".
Al juntar dos simulaciones computacionales de vanguardia, una que modela el disco y chorro y la otra que modela el interior de la estrella, el equipo logró demostrar que el chorro se comporta como un "regulador". El disco de acreción tiene el efecto de aumentar la rotación de la estrella, mientras que el chorro la disminuye, hasta encontrar un equilibrio.
"Sabíamos que las estrellas de baja masa tienen campos magnéticos estelares que juegan un papel en frenarlas para que no roten demasiado rápido. Pero el 90 % de las estrellas masivas no tienen campos magnéticos del todo, así que es el campo magnético del chorro el que hace todo el trabajo para regular la rotación", concluyó el Dr. Oliva.
Para el modelado de la estrella, el equipo utilizó Genec, un código originalmente desarrollado en Ginebra, ciudad que posee una larga tradición en el estudio de estrellas rotantes. Estas estrellas emiten una potente radiación y enriquecen el medio que las rodea con elementos químicos pesados esenciales para la vida; lo hacen de una forma que las estrellas de más baja masa, como el Sol, no pueden, destaca el Dr. Oliva.
