El objetivo principal del proyecto de investigación que se propone es el estudio observacional de las condiciones iniciales y tempranas en el proceso de formación de las estrellas. Se propone estudiar las propiedades de formación en varias regiones de formación estelar activa en la galaxia. Entre dichas propiedades se cuentan: la prevalencia de los principales modos de formación (en cúmulos e individual o distribuida), la eficiencia de formación estelar, la tasas o ritmos de formación estelar, la influencia de grupos masivos (medio ambiente local) y las características (densidad, estructura, distribución de masa y extensión) de los grupos estelares de cada región. Las principales regiones que se estudiarán son el Complejo Cygnus-X, el Complejo Sh-252 y el Complejo de la Rosetta._x000D_ Para el estudio de las propiedades de formación se estudiarán estas regiones que contienen familias de cúmulos embebidos, que son agregaciones estelares jóvenes cuya eclosión del material primordial aún no ha concluido. Se estudiarán las características generales de cada cúmulo estelar embebido, incluyendo número estimado de miembros, densidad por número, luminosidad total, edad promedio, distribución espacial (estructura) y distribución de masas. En base a ello, se logrará determinar, para cada región de formación, las propiedades de formación estelar._x000D_ La evolución primordial y temprana es una pieza crucial en el estudio de la formación estelar, especialmente en regiones que forman grupos relativamente pequeños (cientos o miles de estrellas), pues representan los grupos menos estudiados, a pesar de ser los más comunes. Por eso, además del analisis observacional, se buscará constreñir modelos numéricos y analíticos mediante las características primordiales observadas, y con ello contribuir a la construcción de una teoría predictiva de la formación estelar, que aún no existe, y que se puede considerar como una meta clave en la astrofísica moderna.

Extensión hacia metas científicas a largo plazo_x000D_ _x000D_ Entender el problema de condiciones iniciales en la formación estelar sería el primer paso hacia un modelo predictivo del fenómeno. Un modelo o teoría de la formación estelar debería de permitir modelar, a partir de un conjunto de parámetros de arranque para una nube molecular, las características de la estrella o mejor aún, de el conjunto de estrellas que la nube forme, con una distribución final de masas estelares, densidad numérica, distribución espacial y eficiencia de formación como las que se infieren a partir de los datos de los telescopios. Particularmente importante sería cuantificar correctamente las eficiencias de conversión de gas en estrellas a escala de los grandes complejos de nubes moleculares que pueblan los brazos espirales de la Vía Láctea, permitiendo extrapolar el balance que se observa en diferentes regiones de nuestra galaxia hacia otras galaxias. Así, hacia grandes escalas, si asumimos que el fenómeno de la formación estelar se da a partir de procesos físicos similares en otras galaxias, entonces un modelo de la formación estelar podría utilizarse de manera confiable en los modelos que predicen la luminosidad, el cociente de gas a estrellas, y otros parámetros en los sistemas extragalácticos [1]. En consecuencia, se tendría mucho menos incertidumbre en las escalas de evolución del material que conforma las galaxias y por tanto en la evolución de las galaxias desde su formación. Hacia escalas locales, la etapa final de la formación estelar no solo involucra la formación de las estrellas, sino también de los sistemas planetarios. Por ejemplo, entender cuáles son las dimensiones y propiedades (densidad, temperatura, masa) correctas de un núcleo pre-estelar, permitiría calcular correctamente su evolución hacia el colapso, en donde aún existen algunas dudas. Por ejemplo, la formación de planetas a partir de un disco de acreción en torno a una estrella joven implica entender la disipación del momento angular del núcleo pre-estelar, lo cual aún requiere de ajustes, principalmente en la parte observacional [24]. En consecuencia, entender la formación de las estrellas implica también entender el origen de nuestro Sistema Solar y de sistemas planetarios en otras estrellas._x000D_ _x000D_ La participación nacional, presente y futuro._x000D_ _x000D_ Por lo anterior, un modelo predictivo de la formación estelar podría llegar a considerarse como uno de los avances más importantes en la historia de la astrofísica. La fracción de la comunidad astronómica internacional que ha enfocado sus esfuerzos al estudio de la formación estelar con este fin último, es cada vez más grande. Como consecuencia, el volumen y diversidad de los estudios en el tema es cada vez mayor, y cada vez más relevante. Se piensa que, a este ritmo, el esperado modelo de la formación estelar esté ya a unos años de distancia. De ahí la importancia de contar con grupos de trabajo dedicados a este tema en México. Tanto en las dos sedes del Instituto de Astronomía (IAUNAM, en Ciudad Universitaria (CU) y Ensenada) como en el Centro de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM (CRyA-UNAM), hay personal especializado en temas de formación estelar, tanto haciendo estudios observacionales como numéricos y analíticos. El proponente ya se encuentra colaborando activamente con varios científicos del IAUNAM y el CRyA-UNAM desde su incorporación._x000D_ _x000D_ Son especialmente cruciales las colaboraciones y la formación de grupos de trabajo mexicanos en el área de formación estelar ante los planes de construcción y participación en proyectos relevantes de instrumentación astronómica de vanguardia a nivel internacional. Ejemplos de ello son: el Gran Telescopio Milimétrico (GMT) en el Cerro de la Negra en Puebla, México, el Gran Telescopio Canario (GTC) en España, y el proyecto del telescopio infrarrojo de 6.5m para el proyecto SASIR en el Observatorio de San Pedro Mártir (ver abajo), todos ellos con un potencial incalculable para contribuir en esta rama de la astrofísica (como a muchas otras, desde luego). Los grandes telescopios y sus baterías de instrumentos de alta sensibilidad son vitales para el estudio de la formación estelar. Por ejemplo, el GMT permitirá estudiar las características físicas de las nubes moleculares, o la cinemática y la química del gas en regiones activas de formación estelar. El GTC, uno de los telescopios más grandes del mundo, trabaja ya con instrumentos de vanguardia en el óptico (OSIRIS, de diseño mexicano) e infrarrojo (Canari-Cam) que permiten observar diversas fases del proceso de formación estelar, así como hacer censos de estrellas de muy baja masa en cúmulos estelares jóvenes. Próximamente, el GTC contará con otro detector infrarrojo “FRIDA”, de diseño mexicano, que será particularmente útil para nuestros propósitos. Por otra parte, quisiéramos mencionar el mapa integral del cielo que se planea completar con el proyecto SASIR (en inglés Synoptic All-Sky Survey in the Infra-Red o mapeo sinóptico infrarrojo de todo el cielo) hacia finales de la presente década [25]. Este proyecto de colaboración entre la UNAM y la Universidad de California tendrá una influencia mayúscula en la astrofísica contemporánea. SASIR será como una versión muy mejorada de 2MASS, con una profundidad fotométrica superior por varios órdenes de magnitud, que permitirá estudiar a detalle --en lo que concierne al caso de esta propuesta-- regiones de formación más lejanas, así como la construcción de mapas profundos de densidad de nubes moleculares [26]. Solo existe un proyecto similar en el mundo, el proyecto VISTA del Observatorio Europeo del Sur [27], pero no puede hacer observaciones en el hemisferio norte. SASIR tendrá como precedente, a partir de mediados de 2011, la instalación de una cámara de observación simultánea óptica-infrarroja, RATIR (Reionization and Transients Infrared camera o cámara infrarroja para el estudio de fenómenos transitorios y reionización), en el telescopio de 1.5m de San Pedro Mártir. El proponente ya se encuentra colaborando con el equipo de RATIR en la planeación, obtención, procesamiento y análisis de los primeros datos. Al comenzar el tiempo de vida científica de RATIR (finales de 2011), se propondrán inmediatamente observaciones de cúmulos estelares jóvenes y nubes moleculares. Además de su valor propio, estos datos servirán para probar casos científicos relevantes a nuestra investigación que se propongan con SASIR.