Los chorros emitidos por estas protoestrellas actúan como aceleradores de protones y liberan rayos gamma. Esta fuente de energía electromagnética suele verse en fenómenos más extremos del universo como las explosiones de una supernova o en agujeros negros activos.
Cuando parte de una nube molecular de gas y polvo colapsa bajo su propia gravedad, se origina una protoestrella —una estrella todavía en construcción—. Durante esta etapa, la materia que cae hacia ella interactúa con intensos campos magnéticos que expulsan parte de ese material al espacio en forma de chorros capaces de recorrer cientos de kilómetros por segundo.
Un estudio liderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), publicado en Nature Astronomy, ha revelado la existencia de una nueva población de estrellas en formación cuyos chorros de materia son capaces de acelerar protones de manera eficiente y producir rayos gamma, la forma más energética de luz que existe en el universo.
“Aparte de confirmar la importancia y el impacto que estos chorros de materia tienen en su entorno, hemos sido capaces de relacionar la energía de los rayos gamma con la potencia de su fuente emisora”, explica Javier Méndez Gallego, líder del estudio e investigador del IAA-CSIC
Para obtener estos resultados, el equipo investigador comparó el catálogo más completo de fuentes de rayos gamma obtenido por el telescopio espacial Fermi con las posiciones de objetos estelares jóvenes procedentes del sondeo RMS (Red MSX Source Survey, por sus siglas en inglés).
El análisis reveló 33 asociaciones probables entre ambos tipos de objetos, lo que permitió identificar por primera vez una población de protoestrellas emisoras de rayos gamma, bautizada por los autores como protoestrellas luminosas en rayos gamma.
Los rayos gamma constituyen la forma más energética de radiación electromagnética y suelen asociarse a algunos de los fenómenos más extremos del universo, como las explosiones de supernova o los agujeros negros activos.
Su detección resulta especialmente relevante porque actúa como una huella de los procesos que aceleran los rayos cósmicos, lo que permite rastrear fenómenos que de otro modo serían difíciles de observar.
“Los rayos gamma constituyen una ventana observacional al universo no térmico, donde fuentes astronómicas extremas, como agujeros negros y púlsares, actúan como aceleradores naturales de partículas. Estas partículas viajan por el espacio a velocidades cercanas a la de la luz e interactúan con su entorno mientras producen importantes cambios energéticos y químicos”, señala Emma de Oña Wilhelmi, coautora del proyecto investigador.
El origen de estas partículas, compuestas principalmente por protones ,es una de las grandes incógnitas de la astrofísica. Los resultados obtenidos muestran una relación entre la energía de los rayos gamma detectados y la potencia de los chorros emitidos por las protoestrellas.
“Esta conexión nos ha permitido vincular directamente la emisión gamma con la actividad de los chorros y confirmar que estos objetos actúan como aceleradores eficientes de protones”, señala Rubén López-Coto, investigador del IAA-CSIC y segundo autor del trabajo.
El estudio propone que esta aceleración se produce cuando los chorros expulsados por las protoestrellas chocan contra el gas que las rodea. Estos impactos actúan como auténticos aceleradores naturales al impulsar protones hasta velocidades cercanas a la de la luz y dar lugar a la emisión de rayos gamma observada.
“Nuestros resultados muestran que estas protoestrellas constituyen un nuevo laboratorio natural para estudiar cómo se aceleran los rayos cósmicos, de forma que futuras observaciones permitirán comprender mejor la física que se esconde detrás de esta emisión”, concluye Méndez.
Referencia:
Mendez - Gallego. et al. Evidence for protostellar jets as a population of hadronic gamma-ray sources. Nature Astronomy, 2026.
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