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20 investigadores: dirección de tesis de licenciatura, posgrado en astronomíawww.crya.unam.mx.

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1 20 investigadores: dirección de tesis de licenciatura, posgrado en astronomíawww.crya.unam.mx

2 LA FORMACION DE LAS NUEVAS ESTRELLAS Luis F. Rodríguez CRyA, UNAM y El Colegio Nacional

3 La Formación de las Nuevas Estrellas Motivación Fundamentos Radioastronomía Avances recientes Problemas y perspectivas

4 ¿Cómo se formó la Tierra?

5 ¡Junto con el Sol y los demás cuerpos del Sistema Solar!

6 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.

7 Recordemos que son los planetas y las estrellas: Cuerpos sin fuente importante de energía propia. Vienen en dos tipos: terrestres y jovianos. Existen en órbita alrededor de algunas estrellas. Esferas gaseosas que generan energía termonuclear en su interior. Son de miles a millones de veces más masivas que los planetas.

8 ¿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. Se sabe que existen además de la materia normal (bariónica) materia y energía oscuras, pero por la escala en la que se forman las estrellas estas últimas componentes no son importantes.

9 Luna La Vía Láctea Tiene un diámetro de 100,000 años-luz

10 Nube Molecular Diámetro = 1-10 años-luz Temperatura = K Densidad = 1,000-10,000 cm -3 Formadas por moléculas y polvo Masa = masas solares

11 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 cm a cm, ¡un factor de 100 millones! Muy difícil de entender analíticamente. La escala de tiempo para esta contracción es del orden del tiempo de caída libre, 10 4 años.

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13 Nube Molecular Diámetro = 1-10 años-luz Temperatura = K Densidad = 1,000-10,000 cm -3 Formadas por moléculas y polvo Masa = masas solares

14 Las nubes moleculares son opacas a la luz visible Opacidad debida a la presencia de polvo cósmico (sólidos de dimensiones de 0.1 micras opacos a la luz). 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, banda en la que el polvo cósmico es transparente.

15 Rayos Rayos X UV Visible Infrarrojo Radio El espectro electromagnético

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18 Very Large Array

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21 Trayecto señal:

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26 FLUJO MOLECULAR

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29 El gas va de la nube, al disco, y de ahí a la estrella…

30 Paradigma para la formación de estrellas de baja masa (M

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33 Emisión del polvo en el disco observada a 7 mm con el Very Large Array.

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35 Loinard et al Discos protoplanetarios compactos: ¿aún crecerán más?

36 DISCOS BINARIOS Rodríguez et al. (1998)

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38 MODELO DATOS Los mejores modelos para discos protoplanetarios son de Paola DAlessio, investigadora del CRyA (más de 2,500 referencias en los últimos 10 años).

39 3.6 cm CHORROS BINARIOS

40 ¿Qué tienen que ver los chorros con el momento angular? Un problema con la formación estelar era el exceso de momento angular en las nubes. 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.

41 El gas cae en espiral hacia la estrella. Energía Total Proporcional a Momento Angular Proporcional a Esto quiere decir que el gas tiene que deshacerse de energía y momento angular para poder caer a la estrella…

42 Mecanismo de Blandford y Payne (aceleración)

43 Mecanismo de Blandford y Payne (colimación)

44 Los chorros deben de tener campos magnéticos que los aceleran y coliman…

45 Carrasco-González, Rodríguez et al. 2010, Science, en prensa Normalmente la emisión de estos chorros de estrellas jóvenes es del tipo libre-libre, la cual no nos da información sobre posibles campos magnéticos…

46 Radiación sincrotrónica si nos da información sobre el campo magnético B = 0.2 mG; E = 8 X 10**43 ergs

47 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 objetos astronómicos, no sólo en las estrellas jóvenes.

48 La Solución de una Crisis Aparente El descubrimiento de fenómenos de eyección en la formación estelar creó una aparente crisis (porque se espera que la formación esté caracterizada por fenómenos de acreción). Los chorros son la solución que da la Naturaleza a la necesidad de que el gas en acreción pierda energía y momento.

49 Ahora se sabe que hay cuerpos entre los planetas y las estrellas: las enanas marrón. ¿Se forman como las estrellas o como los planetas?

50 Estudiar a las estrellas muy grandes es difícil… Se forman muy pocas de ellas. Por cada 10,000 estrellas con una masa parecida al Sol, hay una estrella con 50 veces la masa del Sol. Además, viven poco (porque son extremadamente brillantes y se consumen muy rápido). Esto hace que haya que buscarlas en regiones muy lejanas. Lo primero que se le ocurre a uno es decir que las estrellas muy grandes se forman igual que las demás…

51 Estrellas muy masivas:

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54 FORMACION ESTELAR

55 FORMACION DE GALAXIAS FORMACION DE PLANETAS PRIMERAS ESTRELLAS (EPOCA DE LA REIONIZACION)

56 El Futuro de la Formación Estelar Aun quedan muchos problemas en el campo: formación de estrellas masivas (formación de sistemas múltiples, formación de enanas marrón, colimación de chorros, primeras estrellas en el Universo...) Esperamos que la astronomía mexicana siga haciendo contribuciones a este campo, tanto en el aspecto teórico, como en el observacional.

57 Atacama Large Millimeter Array Los telescopios astronómicos del futuro nos darán la respuesta...

58 Gran Telescopio Milimétrico INAOE

59 Gracias por su atención

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61 ¿Pero, se han detectado planetas en otras estrellas?

62 Ciclo protón-protón

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64 El Telescopio Allen 350 antenas de 6.1 metros de diámetro

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70 Efecto Doppler

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73 Morphology Cáscara Cometaria Núcleo-haloBipolar Regiones H II Ultracompactas S. Kurtz

74 Ya se han descubierto planetas en otras estrellas...

75 ...y aunque todavía ninguno es como la Tierra…

76 Hay ya evidencia de un planeta solo 5 veces más masivo que la Tierra y con temperatura que permitiría agua líquida… Gliese 581 C

77 El Futuro de la Formación Estelar Aun quedan muchos problemas en el campo: formación de estrellas masivas (formación de sistemas múltiples, formación de planetas, colimación de chorros, primeras estrellas en el Universo...) Esperamos que la astronomía mexicana siga haciendo contribuciones a este campo, tanto en el aspecto teórico, como en el observacional.

78 Gracias por su atención

79 Formación Estelar Anualmente se producen del orden de 8,000 artículos arbitrados en la astronomía mundial. En se publicaron 739 artículos en el área de formación estelar (5 % de la producción mundial). En el mismo período, México participó en 65 artículos en el área de la formación estelar (9 % de la producción mundial en esta área). Esta presencia mexicana va más allá de las estadísticas y se reconocen aportaciones fundamentales al campo desde los 1950´s.

80 FORMACION ESTELAR

81 FORMACION DE GALAXIAS FORMACION DE PLANETAS PRIMERAS ESTRELLAS (EPOCA DE LA REIONIZACION)

82 Atacama Large Millimeter Array Los telescopios astronómicos del futuro nos darán la respuesta...

83 Gracias por su atención

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86 Diez Revistas más Importantes del Área ( ) ÁreaArtículos Publicados Citas Recibidas Citas por Artículo Biología Molecular 43,9823,087, Medicina Clínica 37,7422,521, Química 75,0081,558, Física155,9412,421, Astronomía 59, , Science Watch, 2003, vol. 14

87 Gran Telescopio Milimétrico INAOE


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