Centro de Radioastronom

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Centro de Radioastronomía y Astrofísica,
UNAMMorelia, Michoacán18 investigadores,
dirección de tesis de licenciatura, posgrado en
astronomía
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LA FORMACION DE LAS ESTRELLAS

• Luis F. Rodríguez, CRyA, UNAM

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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.

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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.

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NGC 253
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M 74
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M 74
100,000 años-luz
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La Vía Láctea
Luna
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La Vía Láctea en el Infrarrojo
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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
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(No Transcript)
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Problemas clásicos de la formación estelar

• Desde los años 50s 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...

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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.

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(No Transcript)
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Very Large Array
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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
  1018 cm a 1010 cm.
• La escala de tiempo para esta contracción es del
  orden del tiempo de caída libre, 104 años.

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(No Transcript)
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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.

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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

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HH 1
HH 2
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HH 1
HH 2
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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.

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(No Transcript)
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HH 1
HH 2
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Very Large Array
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HH 1
HH 2
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VLA 1
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FLUJO MOLECULAR
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Telescopio Espacial Hubble
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CHORRO DE SISTEMA HH 111
CERCANO INFRARROJO
VISIBLE
Jorge Cantó y Alejandro Raga, entre otros, han
hecho aportaciones importantes al estudio de
estos chorros.
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Imágenes del telescopio espacial Hubble tomadas
por Alan Watson y colaboradores.
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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.

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Mecanismo de Blandford y Payne (aceleración)
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Mecanismo de Blandford y Payne (colimación)
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CLASE 0 tlt104 años
Paradigma para la formación de estrellas de baja
masa (Mltunas masas solares) Shu, Adams, y Lizano
(1986)
CLASE I tlt105 años
CLASE II tlt106 años
CLASE III tlt107 años
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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.

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Problemas Actuales

• Evolucionan los discos protoplanetarios?

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Emisión del polvo en el disco observada a 7 mm
con el Very Large Array.
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(No Transcript)
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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.

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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.

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Emisión del polvo en el disco observada a 7 mm
con el Very Large Array.
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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.
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DISCOS BINARIOS
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3.6 cm
CHORROS BINARIOS
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Problemas Actuales

• Evolucionan los discos protoplanetarios?
  Posiblemente sí.
• En realidad, las estrellas se forman
  frecuentemente en sistemas binarios.

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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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

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OPTICO
CERCANO INFRARROJO
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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.

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(No Transcript)
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Atacama Large Millimeter Array
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Gran Telescopio Milimétrico INAOE
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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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• Actualizar foto del CRyA
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