Un equipo internacional de personas investigadoras, liderado por la Universidad de Costa Rica (UCR), desarrolló un innovador modelo computacional que responde a una de las preguntas más persistentes de la astronomía moderna: ¿Cómo adquieren su rotación las estrellas masivas durante su formación?
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.
El hallazgo, publicado en la revista científica europea Astronomy & Astrophysics, fue realizado por especialistas del Centro de Investigaciones Espaciales de la Universidad de Costa Rica (CINESPA-UCR), la Universidad de Ginebra de Suiza y el Observatorio de Yunnan de China.
El estudio propone una nueva explicación sobre el origen de la rotación de las estrellas masivas, aquellas que poseen al menos ocho veces la masa del Sol.
La investigación, liderada por el Dr. Guillermo André Oliva Mercado, profesor de la Escuela de Física de la UCR y coordinador del grupo de investigación Beiwa del Centro de Investigaciones Espaciales de la Universidad de Costa Rica (CINESPA-UCR), junto con el astrofísico Facundo Moyano y especialistas del Departamento de Astronomía de la Universidad de Ginebra.
También participan en el estudio 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.
Aunque la comunidad científica comprende con bastante detalle cómo evolucionan las estrellas que ya están rotando, todavía existían importantes vacíos sobre el origen de esa rotación.
El problema era especialmente complejo en las estrellas masivas, cuyos procesos de formación ocurren en entornos extremos y difíciles de observar.
Las teorías existentes indicaban que a medida que una estrella en formación acumula material de su entorno, debería aumentar progresivamente su velocidad de giro hasta alcanzar un punto de inestabilidad. Sin embargo, las observaciones muestran que esto no sucede.
El nuevo modelo desarrollado por el equipo internacional ofrece una explicación convincente. Mediante simulaciones avanzadas, los investigadores demostraron que los chorros de materia expulsados durante el nacimiento de la estrella actúan como un mecanismo regulador que evita que esta gire a velocidades destructivas.
Dr. Guillermo André Oliva Mercado, profesor de la Escuela de Física y coordinador del grupo de investigación Beiwa del CINESPA, ambas instancias de la UCR.
Las estrellas nacen dentro de grandes nubes de gas y polvo que colapsan debido a la gravedad. Conforme el material se concentra, la rotación aumenta y se forma un disco de acreción: una estructura compuesta por materia que gira alrededor de la estrella joven antes de incorporarse a ella.
Según explica el Dr. Oliva, el disco de acreción acelera la rotación de la estrella, mientras que los chorros expulsan parte de la energía y del momento angular del sistema. El resultado es un equilibrio dinámico que regula la velocidad de giro.
Los modelos computacionales revelaron que en la mayoría de las estrellas masivas este mecanismo depende principalmente de los campos magnéticos asociados a los chorros, ya que cerca del 90 % de estas estrellas carecen de campos magnéticos propios suficientemente intensos para regular su rotación.
Para alcanzar estos resultados, el equipo combinó dos simulaciones de frontera: una destinada a modelar el comportamiento del disco de acreción y los chorros, y otra enfocada en la estructura interna de la estrella.
El trabajo fue posible gracias al uso del clúster de supercomputación de la UCR, considerado el más potente de Centroamérica.
Esta infraestructura permite realizar en cuestión de horas o días, cálculos que anteriormente podían requerir años de procesamiento, impulsando investigaciones en áreas tan diversas como la astronomía, la bioinformática, la inteligencia artificial, la genética y la física médica.
El estudio tiene implicaciones que van más allá de la formación estelar. Las estrellas masivas desempeñan un papel fundamental en la evolución del universo, ya que producen y dispersan elementos químicos pesados esenciales para la existencia de planetas, ecosistemas y seres vivos.
Comprender cómo nacen y evolucionan estas estrellas permite reconstruir con mayor precisión la historia química del cosmos y los procesos que hicieron posible la vida tal como la conocemos.
Con este avance, la UCR fortalece su aporte a la investigación astronómica internacional y demuestra cómo la colaboración científica y la supercomputación pueden ayudar a descifrar algunos de los fenómenos más complejos del universo.
