Astrónomos captan por primera vez la «deriva» cósmica que anuncia el nacimiento de una estrella
Durante décadas fue una predicción de la física. Ahora, por primera vez, los astrónomos han observado el sutil movimiento que permite a la gravedad vencer al campo magnético y desencadenar el alumbramiento de una estrella.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Recreación artística del interior del núcleo preestelar L1544. Las moléculas neutras (doradas) comienzan a deslizarse hacia el centro impulsadas por la gravedad, mientras los iones (azules) permanecen ligados al campo magnético. Esta sutil diferencia de movimiento, conocida como difusión ambipolar, marca el inicio del colapso que dará lugar al nacimiento de una nueva estrella. Crédito: IA-DALL-E / RexMolón Producciones
Una nube interestelar puede permanecer prácticamente inmóvil durante millones de años. A simple vista parece un inmenso banco de gas y polvo suspendido en la oscuridad del espacio, pero en su interior se libra una batalla silenciosa entre dos fuerzas opuestas.
Por un lado, la gravedad intenta comprimir la materia hasta hacerla colapsar. Por otro, los campos magnéticos actúan como una especie de andamiaje invisible que dificulta ese derrumbe. La gran pregunta es qué ocurre para que, en un momento dado, la gravedad termine imponiéndose y una nueva estrella empiece a formarse.
Ahora, un equipo internacional de investigadores de la Universidad de Kyushu, en Japón, y del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, en Alemania, ha conseguido observar por primera vez una de las piezas fundamentales de ese rompecabezas: una diminuta deriva entre partículas cargadas eléctricamente y partículas neutras en el interior de un núcleo preestelar.
El descubrimiento, publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, aporta la evidencia observacional más sólida hasta la fecha de un proceso físico conocido como difusión ambipolar, considerado desde hace décadas uno de los mecanismos clave que permiten el nacimiento de las estrellas.
Aunque la diferencia de velocidad detectada es casi insignificante en términos humanos —apenas 0,05 kilómetros por segundo, unos 180 kilómetros por hora—, para la física de estos objetos supone una auténtica revolución. Esa pequeña discrepancia indica que los átomos y moléculas neutras ya han empezado a desprenderse parcialmente del control ejercido por el campo magnético y están cayendo hacia el centro del núcleo impulsados por la gravedad. Es el primer síntoma de que el proceso que culminará con el nacimiento de una estrella ya está en marcha.
En qué consisten los núcleos preestelares
Los astrónomos conocen bastante bien cómo evoluciona una estrella una vez que ha nacido. También han observado miles de discos protoplanetarios e incluso planetas en formación. Sin embargo, existe una fase previa extraordinariamente difícil de estudiar: el momento en que una fría concentración de gas y polvo todavía no alberga ninguna estrella, pero está a punto de convertirse en una.
Estos objetos reciben el nombre de núcleos preestelares. Son regiones extremadamente frías —apenas unos diez grados por encima del cero absoluto— y muy densas, donde la gravedad mantiene unido el material mientras el colapso aún no ha comenzado completamente. Constituyen, en cierto modo, el embrión de una futura estrella.
🗣️ «Los núcleos preestelares son objetos fascinantes —explica la astrofísica Doris Arzoumanian, investigadora del Instituto de Estudios Avanzados de la Universidad de Kyushu y primera autora del trabajo. Y añade—: Son densos, muy fríos y constituyen un laboratorio extraordinario de química compleja. Ese ambiente permite que las moléculas vayan ensamblándose hasta formar compuestos cada vez más elaborados, incluidos precursores de moléculas orgánicas prebióticas».
Pero, además de su riqueza química, estos objetos esconden uno de los grandes misterios de la astrofísica moderna.
«Una de las cuestiones que investigamos es el papel que desempeñan los campos magnéticos en la formación estelar —señala Arzoumanian—. Los campos magnéticos intensos atraviesan estos núcleos. Si son demasiado fuertes, pueden retrasar el colapso gravitatorio y, por tanto, la formación de estrellas. Queríamos averiguar cómo consiguen los núcleos preestelares debilitar esa influencia».
Mapa de velocidades del núcleo preestelar L1544. Los paneles superiores muestran el movimiento de los iones (N₂D⁺, izquierda) y de las moléculas neutras (para-NH₂D, derecha). Cortesía: Astronomy and Astrophysics
El papel de la difusión ambipolar
Puede parecer sorprendente que un campo magnético sea capaz de sostener una nube de gas cuya masa puede superar ampliamente la del Sol. Sin embargo, en el espacio interestelar una parte del gas está ionizada, es decir, algunas partículas poseen carga eléctrica.
Esas partículas cargadas quedan fuertemente ligadas al campo magnético, como si viajaran sujetas por raíles invisibles. En cambio, las moléculas eléctricamente neutras solo sienten esa influencia de forma indirecta, mediante choques con las partículas ionizadas.
Mientras ambas poblaciones permanecen acopladas de forma íntima, el campo magnético actúa como un armazón que dificulta la caída del gas hacia el centro del núcleo. Pero cuando la densidad aumenta y disminuye el grado de ionización, ese acoplamiento comienza a romperse.
Es entonces cuando aparece la llamada difusión ambipolar: las partículas neutras empiezan a deslizarse lentamente entre las líneas del campo magnético mientras los iones continúan ligados a él. Esa pequeña separación de movimientos va debilitando de manera progresiva el soporte magnético hasta que la gravedad acaba venciendo y desencadena el colapso que dará origen a una protoestrella.
La teoría llevaba décadas prediciendo este fenómeno, pero observarlo de forma directa había resultado extraordinariamente complicado.
Visita a la nube molecular de Tauro
El equipo de trabajo dirigió el radiotelescopio IRAM de 30 metros, situado en Sierra Nevada, hacia L1544, uno de los núcleos preestelares mejor estudiados de la nube molecular de Tauro, una de las regiones de formación estelar más próximas a la Tierra.
El reto consistía en encontrar dos moléculas capaces de actuar como auténticos espías del comportamiento del gas. El problema es que, a temperaturas tan bajas, muchas de las moléculas utilizadas habitualmente por los astrónomos quedan congeladas sobre diminutos granos de polvo y dejan de emitir la radiación necesaria para ser detectadas.
🗣️ «Seleccionamos el ion diazenilio deuterado (N₂D⁺) y una molécula neutra de amoniaco parcialmente deuterado (para-NH₂D) porque ambas suelen encontrarse en las mismas regiones de alta densidad del interior de los núcleos preestelares —explica Silvia Spezzano, investigadora del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre y coautora del estudio. Y continúa—: De este modo podíamos comparar directamente la velocidad de ambas especies».
Los investigadores obtuvieron espectros extremadamente precisos de ambas moléculas y reconstruyeron sus movimientos dentro de L1544. Lo que encontraron fue justo la firma que llevaban años buscando.
Las moléculas neutras avanzaban, de media, 0,05 kilómetros por segundo más deprisa que los iones.
La diferencia puede parecer ridícula desde una perspectiva cotidiana, pero coincide de forma sorprendente bien con las predicciones de los modelos teóricos que describen el inicio del colapso gravitatorio. Para los investigadores, constituye la primera evidencia observacional convincente de que la difusión ambipolar ya está actuando en el interior de un núcleo preestelar, justo antes de que nazca una nueva estrella.
El polvo interestelar también decide cuándo nace una estrella
El descubrimiento no solo confirma una predicción teórica. También ayuda a explicar por qué algunos núcleos preestelares consiguen iniciar el colapso gravitatorio mientras otros permanecen estables durante largos periodos de tiempo.
Según los autores, la clave podría encontrarse en un protagonista inesperado: el diminuto polvo interestelar.
En el interior de estos núcleos, las partículas de polvo no permanecen inalteradas. Con el paso del tiempo chocan entre sí, se adhieren unas a otras y van creciendo poco a poco. Ese proceso modifica la cantidad de partículas cargadas disponibles y altera la forma en que el campo magnético interactúa con el gas.
Los modelos teóricos más recientes indican que, conforme los granos de polvo aumentan de tamaño, la denominada resistividad ambipolar también crece. Dicho de otra manera: el campo magnético pierde de mnera progresiva su capacidad para arrastrar el gas. Como consecuencia, las moléculas neutras pueden deslizarse cada vez con mayor libertad hacia el centro del núcleo, alimentando el colapso gravitatorio.
Precisamente, la velocidad medida por el equipo —los citados 0,05 kilómetros por segundo— coincide con la que predecían esos modelos cuando se tiene en cuenta el crecimiento de los granos de polvo y unas condiciones magnéticas similares a las que existen en L1544.
La coincidencia entre teoría y observación supone uno de los aspectos más sólidos del trabajo.
El núcleo preestelar L1544, observado por el telescopio espacial Herschel. El análisis del vapor de agua revela que la nube está contrayéndose por efecto de la gravedad: las moléculas situadas en la parte posterior caen hacia el centro, mientras las de la región frontal muestran la firma de ese mismo movimiento. Cortesía: ESA/Herschel/SPIRE/HIFI/Caselli et al.
Qué significa este descubrimiento para entender el universo
Aunque el estudio se centra en una nube situada a unos 550 años luz de la Tierra, sus implicaciones alcanzan mucho más lejos.
Toda estrella semejante al Sol pasó alguna vez por una fase como la de L1544. Antes de emitir la primera luz, antes incluso de existir como estrella, fue simplemente una concentración de gas y polvo luchando contra su propio campo magnético.
Comprender cómo se produce esa transición permite reconstruir el primer capítulo de la historia de prácticamente todos los sistemas planetarios del universo.
No se trata solo de saber cómo nace una estrella. También de entender el entorno físico donde, millones de años después, aparecerán discos protoplanetarios, planetas y, potencialmente, moléculas capaces de participar en el origen de la vida.
➡️ Como recuerda Arzoumanian, los núcleos preestelares constituyen además auténticos laboratorios químicos donde empiezan a ensamblarse moléculas orgánicas cada vez más complejas mucho antes de que exista una estrella iluminando el sistema.
Una observación extremadamente delicada
No cabe duda de que la detección de esta deriva molecular ha supuesto un enorme reto técnico.
La diferencia de velocidad observada es tan pequeña que resulta inferior a la velocidad de un corredor de élite si se compara con las escalas astronómicas habituales. Para medirla fue necesario utilizar líneas espectrales extraordinariamente precisas y escoger dos moléculas que estuvieran presentes exactamente en la misma región del núcleo.
Los investigadores descartaron numerosos trazadores químicos porque, en ambientes tan fríos, muchas moléculas comunes se congelan sobre los granos de polvo y dejan de ser útiles para estudiar el movimiento del gas. El ion N₂D⁺ y la molécula neutra para-NH₂D resultaron ser una combinación casi ideal, ya que ambos permanecen activos precisamente en las regiones más densas donde está a punto de comenzar el colapso gravitatorio.
Aun así, los propios autores reconocen que todavía existen incógnitas.
No pueden excluir del todo que ambas moléculas estén sondeando regiones ligeramente distintas del núcleo, aunque todas las evidencias apuntan a que describen prácticamente el mismo gas. Por ello consideran imprescindible repetir estas observaciones en otros núcleos preestelares y obtener imágenes con una resolución mucho mayor mediante radiotelescopios interferométricos como el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA ), de Chile, y el NOEMA, el interferómetro de ondas milimétricas más potente del hemisferio norte, que se alza en Plateau de Bure, en los Alpes franceses.
Así actúa la difusión ambipolar en un núcleo preestelar. Las líneas azules representan el campo magnético; los puntos rojos, los iones, y los verdes, las moléculas neutras. Yurika Nakamura and Doris Arzoumanian/Kyushu University
El magnetismo deja de ser un misterio invisible
Uno de los aspectos más interesantes del trabajo es que abre una nueva vía para estudiar los campos magnéticos cósmicos.
Hasta ahora, medir de forma directa la intensidad de estos campos en regiones de formación estelar ha sido harto complejo. Sin embargo, la velocidad relativa entre iones y moléculas neutras podría convertirse en un nuevo indicador indirecto de su intensidad.
Los autores proponen que futuras mediciones de esta deriva molecular permitan estimar tanto la fuerza tridimensional del campo magnético como la evolución del tamaño de los granos de polvo en los núcleos preestelares. Si esta metodología se confirma en otros objetos, los astrónomos dispondrán de una herramienta completamente nueva para investigar cómo evolucionan las nubes donde nacen las estrellas.
Un pequeño desplazamiento con enormes consecuencias
El siguiente paso consistirá en comprobar si esta señal aparece de forma sistemática en otros núcleos preestelares y determinar en qué momento exacto comienza la separación entre partículas cargadas y neutras.
🗣️ «Hasta ahora, observar este fenómeno en un núcleo preestelar era un enorme desafío —afirma Arzoumanian. Yb añade—: A medida que continúa la difusión ambipolar, la intensidad del campo magnético disminuye. Finalmente, la gravedad se convierte en la fuerza dominante y el núcleo colapsa para formar una protoestrella».
El equipo confía ahora en ampliar el estudio a otros objetos similares y obtener observaciones con mayor resolución angular que permitan cartografiar con mucho más detalle esa sutil diferencia de velocidad entre ambas familias de moléculas.
«Estos resultados han sido posibles gracias a una colaboración interdisciplinar entre especialistas en dinámica del gas, astroquímica y física del polvo —dice la investigadora. Y concluye—: Comprender cómo nacen las estrellas ayuda a responder una de las preguntas más fundamentales sobre el origen de la vida en los sistemas planetarios y nos permite entender mejor el cosmos en su conjunto».
Después de décadas de modelos matemáticos y simulaciones, los astrónomos han conseguido captar por primera vez ese diminuto instante en el que el gas comienza a escapar del abrazo del campo magnético. Es apenas una deriva de unas centésimas de kilómetro por segundo, casi imperceptible a escala cósmica. Pero en ese movimiento silencioso se esconde el primer paso de un proceso que, miles de millones de veces a lo largo de la historia del Universo, ha terminado encendiendo una nueva estrella.▪️(12-julio-2026)
PREGUNTAS & RESPUESTAS: Núcleo preestelar y L1544
🌌 ¿Qué es un núcleo preestelar?
Es una región muy fría y densa de gas y polvo interestelar que todavía no contiene una estrella, pero posee las condiciones necesarias para que nazca una en el futuro.
🌌 ¿Qué es una protoestrella?
Es la primera etapa de una estrella recién formada. Surge cuando un núcleo preestelar colapsa por efecto de la gravedad, antes de iniciar las reacciones nucleares que caracterizan a una estrella adulta.
🌌 ¿Qué significa difusión ambipolar?
Es el desacoplamiento progresivo entre las partículas cargadas y las moléculas neutras del gas interestelar, permitiendo que estas últimas caigan hacia el centro del núcleo y desencadenen el nacimiento de una estrella.
🌌 ¿Por qué el campo magnético impide que nazcan estrellas?
Porque ejerce una fuerza que sostiene parcialmente la nube de gas frente a la gravedad. Mientras ese soporte magnético sea suficientemente intenso, el colapso gravitatorio se retrasa.
🌌 ¿Qué velocidad detectaron los investigadores?
Observaron una diferencia de aproximadamente 0,05 kilómetros por segundo entre dos tipos de moléculas presentes en el núcleo preestelar.
🌌 ¿Dónde se realizó el descubrimiento?
En el núcleo preestelar L1544, situado en la nube molecular de Tauro, gracias a observaciones realizadas con el radiotelescopio IRAM de 30 metros.
LO MÁS IMPORTANTE DEL ESTUDIO, EN 30 SEGUNDOS
Un equipo internacional ha observado por primera vez la difusión ambipolar en un núcleo preestelar.
El descubrimiento confirma una predicción física formulada hace décadas sobre el origen de las estrellas.
Los científicos detectaron una diferencia de velocidad de 0,05 km/s entre moléculas cargadas y neutras.
La observación se realizó en L1544, un núcleo preestelar situado en la nube molecular de Tauro.
El estudio revela cómo el campo magnético pierde fuerza y permite que la gravedad inicie el colapso del gas.
Comprender este mecanismo ayuda a explicar el origen de estrellas, planetas y sistemas como el nuestro.
Información facilitada por la Universidad de Kyushu
Fuente: Doris Arzoumanian, Silvia Spezzano, Tommaso Grassi, Paola Caselli, Yusuke Tsukamoto, Haruka Fukihara, Yoshiaki Misugi, Felipe Alves, Jaime Pineda, Sigurd Jensen, Elena Redaelli and Alexei Ivlev. Probing the ion-neutral drift velocity toward the L1544 prestellar core. Detection of ambipolar diffusion using N2D+ and para-NH2D★. Astronomy and Astrophysics (2026). DOI: 10.1051/0004-6361/202658871
