¿Qué es una protoestrella?

Una protoestrella es una estrella en proceso de formación. Antes de que el Sol, Sirio o cualquier otra estrella comenzara a brillar de manera estable, pasó por una etapa parecida: una gran nube de gas y polvo empezó a concentrarse bajo la acción de la gravedad. Durante ese cambio, nació una región cada vez más densa y caliente llamada protoestrella. Estudiarla permite comprender cómo se forman los sistemas estelares y por qué las estrellas no aparecen de repente en el cielo.

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¿Qué es exactamente una protoestrella?

Una protoestrella es el núcleo caliente y denso que se forma cuando una parte de una nube molecular colapsa por su propia gravedad. Estas nubes están compuestas sobre todo por hidrógeno molecular, además de helio, polvo y pequeñas cantidades de otros elementos.

Aunque puede emitir radiación y calor, todavía no es una estrella completa. La diferencia principal es que en su centro aún no se ha iniciado de forma estable la fusión nuclear del hidrógeno, el proceso que mantiene brillando a las estrellas durante millones o miles de millones de años.

La luz de una protoestrella procede principalmente de la energía liberada por la contracción gravitatoria. Al comprimirse el material, aumenta la presión y la temperatura del interior. Por eso, muchas protoestrellas brillan sobre todo en el infrarrojo, ya que permanecen ocultas dentro de una envoltura de gas y polvo.

• No es una estrella de la secuencia principal, sino una etapa anterior.
• Se forma en regiones frías y densas de nubes moleculares.
• Todavía está acumulando material de su entorno.
• Su aspecto cambia mientras crece y se calienta.

¿Cómo nace una protoestrella?

El proceso comienza cuando una zona de una nube molecular pierde parte de su equilibrio. Una onda de choque producida por una supernova, la colisión de nubes o el movimiento de la propia galaxia puede comprimir el gas. Si la gravedad supera la presión que mantenía disperso el material, la región empieza a colapsar.

A medida que el gas cae hacia el centro, conserva parte de su movimiento de giro. Por ello, no todo el material se precipita directamente sobre el núcleo: una parte forma un disco de acreción, que gira alrededor de la protoestrella y le suministra gas y polvo poco a poco.

Este crecimiento puede durar cientos de miles de años o incluso más, según la cantidad de material disponible. En ocasiones, la misma nube se divide en varias zonas densas y origina un sistema de estrellas múltiples, como ocurre con muchas estrellas binarias.

• Colapso gravitatorio de una región de la nube.
• Concentración de gas y aumento de la temperatura.
• Formación de un disco de acreción.
• Caída progresiva de material hacia el núcleo.

¿Qué partes tiene una protoestrella?

Aunque no posee una superficie sólida como la Tierra, una protoestrella forma un sistema con varias estructuras importantes. El núcleo central es la zona más densa y caliente, donde se concentra la mayor parte de la masa que está reuniendo. Alrededor se encuentra una envoltura de gas y polvo que puede ocultarla a la luz visible.

El disco de acreción funciona como una reserva de material. Dentro de él pueden aparecer grumos que, con el tiempo, se conviertan en planetas, asteroides y otros cuerpos. Por eso, estudiar una protoestrella también ayuda a investigar el origen de los sistemas planetarios.

Algunas protoestrellas expulsan chorros estrechos de gas llamados jets protostelares. Estos chorros salen por los polos y pueden recorrer grandes distancias. Al interactuar con la nube, producen zonas brillantes conocidas como objetos Herbig-Haro.

• Núcleo central: concentra el material y el calor.
• Envoltura: rodea y protege la protoestrella.
• Disco de acreción: aporta gas y polvo al núcleo.
• Jets: expulsan material a gran velocidad por los polos.

¿Qué ocurre cuando deja de ser protoestrella?

La protoestrella continúa contrayéndose mientras acumula masa. Finalmente, la temperatura y la presión del núcleo alcanzan valores enormes. Cuando el centro llega aproximadamente a los 10 millones de grados, puede comenzar la fusión del hidrógeno en helio.

En ese momento, la energía producida por la fusión ejerce una presión hacia el exterior que equilibra la gravedad. La estrella entra entonces en la secuencia principal, la etapa estable en la que pasan la mayor parte de su vida estrellas como el Sol.

El resultado no siempre es igual. Si la protoestrella reúne mucha masa, puede convertirse en una estrella grande y luminosa. Si acumula poca, quizá no alcance las condiciones necesarias para fusionar hidrógeno y termine como una enana marrón, un objeto intermedio entre un planeta gigante y una estrella.

• Más masa suele producir una estrella más caliente y luminosa.
• La fusión estable marca el final de la etapa de protoestrella.
• La cantidad de material determina el futuro del objeto.
• La evolución puede dar lugar a estrellas individuales, binarias o sistemas múltiples.

¿Dónde se observan y por qué son importantes?

Las protoestrellas suelen encontrarse en regiones donde nacen estrellas, como la nebulosa de Orión. Un ejemplo muy estudiado es HH 212, una joven estrella situada en esa nebulosa y rodeada por un disco y chorros de gas. Otro caso es L1527, en la constelación de Tauro, cuya envoltura muestra con claridad el material que todavía está cayendo hacia el centro.

Como el polvo bloquea gran parte de su luz visible, los astrónomos utilizan telescopios infrarrojos y radiotelescopios. Gracias a estas observaciones pueden medir la temperatura, la velocidad del gas, el tamaño del disco y la cantidad de material que está acumulando la protoestrella.

Comprender esta etapa es importante porque conecta el nacimiento de una estrella con la posible formación de planetas. En cierto sentido, una protoestrella es un laboratorio natural donde se observan, al mismo tiempo, la evolución de una estrella y los primeros pasos de un sistema planetario.