Ejemplos de glóbulos de Bok. Crédito de la imagen: SAAO. Click para agrandar.
Nuestro Sol ha existido durante casi cinco mil millones de años. A lo largo de la mayor parte de su historia, el Sol ha aparecido prácticamente como lo hace hoy: una vasta esfera de gas radiante y polvo iluminado hasta la incandescencia por el calor liberado a través de la fusión de hidrógeno cerca de su núcleo. Pero antes de que nuestro Sol tomara forma, la materia tenía que ser unida desde el medio interestelar (ISM) y compactada en una región lo suficientemente pequeña como para pasar un equilibrio crítico entre una mayor condensación y estabilidad. Para que esto ocurriera, había que superar un delicado equilibrio entre la presión interna ejercida externamente y la influencia gravitacional que se movía hacia adentro.
En 1947, el astrónomo observacional de Harvard Bart Jan Bok anunció el resultado de años de estudio de un importante subconjunto de gases fríos y polvo a menudo asociados con nebulosidad extendida. Bok sugirió que ciertos glóbulos aislados y distintos que oscurecen la luz de fondo en el espacio eran, de hecho, evidencia de una importante etapa preliminar en la formación de discos protostelares que conducen al nacimiento de estrellas como nuestro sol.
Después del anuncio de Bok, surgieron muchos modelos físicos para explicar cómo los glóbulos de Bok podrían llegar a formar estrellas. Típicamente, tales modelos comienzan con la noción de que la materia se une en regiones del espacio donde el medio interestelar es especialmente denso (en forma de nebulosidad), frío y está sujeto a la presión de radiación de las estrellas vecinas. En algún momento, suficiente materia puede condensarse en una región lo suficientemente pequeña como para que la gravitación supere la presión de gas y las puntas de equilibrio en favor de la formación de estrellas.
Según el documento "Estudio de imágenes de infrarrojo cercano de glóbulos de Bok: estructura de densidad", publicado el 10 de junio de 2005, Ryo Kandori y un equipo de otros catorce investigadores "sugieren que una esfera de Bonner-Ebert casi crítica caracteriza la densidad crítica de los glóbulos sin estrellas".
El concepto de una esfera de Bonner-Ebert se origina con la idea de que puede existir un equilibrio de fuerzas dentro de una nube idealizada de gas y polvo. Se considera que dicha esfera tiene una densidad interna constante mientras mantiene el equilibrio entre la presión expansiva causada por los gases de una temperatura y densidad dada y la influencia gravitacional de su masa total asistida por cualquier gas o presión de radiación ejercida por las estrellas vecinas. Este estado crítico se relaciona con el diámetro de la esfera, su masa total y la cantidad de presión generada por el calor latente dentro de ella.
La mayoría de los astrónomos han asumido que el modelo de Bonner-Ebert, o alguna variación del mismo, en última instancia sería preciso al describir el punto cuando un glóbulo de Bok en particular cruza la línea para convertirse en un disco protostelar. Hoy, Ryo Kandori y otros han reunido suficiente evidencia de una variedad de glóbulos de Bok para sugerir firmemente que esta noción es correcta.
El equipo comenzó seleccionando diez glóbulos de Bok para observación basados en un tamaño aparente pequeño, forma casi circular, distancia de la nebulosidad vecina, proximidad a la Tierra (a menos de 1700 LY de distancia) y accesibilidad a instrumentos de recolección de ondas de radio e infrarrojo cercano ubicados tanto en el hemisferio norte como en el hemisferio sur. De una lista de casi 250 glóbulos de este tipo, solo se incluyeron aquellos que cumplían los criterios anteriores. Entre los seleccionados, solo uno mostró evidencia de un disco protostelar. Este disco tomó la forma de una fuente puntual de luz infrarroja detectada durante un estudio de todo el cielo realizado por IRAS (Infrared Astronomy Satellite - un proyecto conjunto de los Estados Unidos, el Reino Unido y los Países Bajos). Los diez glóbulos estaban ubicados en regiones ricas en estrellas y nebulosidad de la Vía Láctea.
Una vez que se seleccionaron los glóbulos Bok candidatos, el equipo sometió a cada uno de ellos a una batería de observaciones diseñadas para determinar su masa, densidad, temperatura, tamaño y, si es posible, la cantidad de presión aplicada sobre ellos por el ISM y la luz estelar vecina. Una consideración importante era tener una idea de si había variaciones en la densidad en todo el glóbulo. La presencia de una presión uniforme es particularmente importante cuando se trata de determinar cuál de una variedad de modelos teóricos mejor mapeados contra la constitución de los propios módulos.
Utilizando un instrumento terrestre (el IRSF de 1,4 metros en el Observatorio Astronómico de Sudáfrica) en 2002 y 2003, se recogió luz infrarroja cercana en tres bandas diferentes (J, H y K) de cada glóbulo a una magnitud de 17 más. Las imágenes se integraron y se compararon con la luz que se origina en la región estelar de fondo. Estos datos se sometieron a varios métodos de análisis para permitir que el equipo deduzca la densidad del gas y el polvo a través de cada glóbulo hasta el nivel de resolución compatible con las condiciones de visualización (aproximadamente un segundo de arco). Ese trabajo básicamente determinó que cada glóbulo mostraba un gradiente de densidad uniforme basado en su distribución tridimensional proyectada. El modelo de esfera de Bonner-Ebert parecía una muy buena combinación.
El equipo también observó cada glóbulo utilizando el radiotelescopio de 45 metros del Radio Observatorio Nobeyama en Minamisaku, Nagano, Japón. La idea aquí era recolectar frecuencias de radio específicas asociadas con N2H + y C18O excitados. Al observar la cantidad de desenfoque en estas frecuencias, el equipo pudo determinar la temperatura interna de cada glóbulo que, junto con la densidad del gas, puede usarse para aproximar la presión de gas interna a cada glóbulo.
Después de recopilar los datos, someterlos a análisis y cuantificar los resultados, el equipo "descubrió que más de la mitad de los glóbulos sin estrellas (7 de 11 fuentes) se encuentran cerca del estado crítico (Bonner-Ebert). Por lo tanto, sugerimos que una esfera de Bonner-Ebert casi crítica caracteriza la estructura de densidad típica de los glóbulos sin estrellas ”. Además, el equipo determinó que tres glóbulos de Bok (Coalsack II, CB87 y Lynds 498) son estables y claramente no están en proceso de formación de estrellas, cuatro (Barnard 66, Lynds 495, CB 161 y CB 184) están cerca del Bonner estable. Estado de Ebert, pero tiende a la formación de estrellas en base a ese modelo. Finalmente, los seis restantes (FeSt 1-457, Barnard 335, CB 188, CB 131, CB 134) se están moviendo claramente hacia el colapso de la gravitación. Esas seis "estrellas en formación" incluyen glóbulos CB 188 y Barnard 335 que ya se sabe que poseen discos protostelares.
En cualquier día relativamente despejado, no hace falta mucho instrumento para demostrar que un "glóbulo Bok" único e importante existente hace unos 5 mil millones de años logró inclinar la balanza y convertirse en una estrella en ciernes. Nuestro Sol es una prueba de fuego de que la materia, una vez adecuadamente condensada, puede comenzar un proceso que conduce a nuevas posibilidades extraordinarias.
Escrito por Jeff Barbour
