El fenómeno de los jets aparece en multitud de sistemas astrofísicos distintos. Algunos ejemplos son los núcleos de galaxias activas (AGNs), microcuasares, estrellas evolucionadas, y estrellas en formación (protoestrellas). A pesar de en cada caso aparecen características distintas en cuanto a energía, velocidad del jet o el tipo de objeto central que impulsa el jet, todos tienen grandes similitudes, por lo que se ha propuesto que debe existir un mecanismo universal para explicar su origen y funcionamiento. La gran mayoría de estudios teóricos coinciden en que el campo magnético debe jugar un papel fundamental en el fenómeno de los jets astrofísicos. Observacionalmente, ha sido posible estudiar el campo magnético en el caso de los sistemas más energéticos (AGNs y microcuasares), sin embargo, en el caso de los jets protoestelares, donde los jets son mucho más lentos y menos energéticos, el campo magnético es muy dificil de estudiar observacionalmente. La principal razón es que el tipo de emisión en la mayoría de estos jets no contiene información directa del campo magnético. Esta situación ha cambiado en los últimos años. Recientemente, después de un gran esfuerzo observacional con el interferómetro Very Large Array (VLA) reportamos, por primera vez, la detección de emisión sincrotrón en un jet protoestelar. Este resultado tiene dos importantes consecuencias. En primer lugar, permite estudiar el campo magnético en un jet protoestelar usando técnicas bien conocidas para el caso de jets en AGNs. Además, la nueva instrumentación astrónomica en longitudes de onda de radio, especialmente el Expanded VLA (EVLA), permitirá en los próximos años extender este de tipo de estudios a una muestra amplia de jets protoestelares para obtener una descripción del campo magnético y así, confrontando esta información con el resto de jets astrofísicos, obtener una descripción más completa del fenómeno. En segundo lugar, el descubrimiento de emisión sincrotrón en un jet protoestelar confirma algo que algunos modelos teóricos habían apuntado solo muy recientemente: a pesar de ser fenómenos muy poco energéticos, los jets protoestelares son capaces de acelerar partículas a velocidades relativistas de una forma similar a como lo hacen otros sistemas mucho más energéticos (AGNs, microcuasares, estrellas masivas, supernovas). Así, los jets protoestelares se han revelado como sistemas extremos para testear las teorías de aceleración de partículas. En este proyecto proponemos usar la nueva instrumentación en radio y rayos X para realizar observaciones de muy alta calidad de una muestra de jets protoestelares para el estudio del campo magnético y de la aceleración de partículas. Además, contribuiremos con nuevos modelos teóricos adaptados al caso específico de los jets protoestelares. Esperamos que este estudio contribuya a un mejor entendimiento del fenómeno universal de los jets astrofísicos.

Contribuiremos con un conjunto de observaciones de alta calidad (alta resolución angular, altas sensitividad en varias longitudes de onda) de una muestra de varios jets protoestelares. Estos han sido seleccionado de la literatura y son todos los jets protoestelares donde, por medio de la detección de índices espectrales negativos, se ha propuesto la presencia de emisión sincrotrón. Además, en todos los casos se tienen evidencias de que son jets especialmente potentes, con capacidad de acelerar partículas por medio de choques, lo que refuerza la posibilidad de detectar emisión sincrotrón. Nuestras observaciones muy sensitivas detectarán emisión polarizada, además de estudiar el espectro a varias longitudes de onda, lo que permitirá obtener los parámetros (intensidad y morfología) del campo magnético en estos jets. Esta será la primera vez que contemos con un estudio detallado de las características de los campos magnéticos en una muestra de jets protoestelares por medio del estudio de su emisión sincrotrón. Por otro lado, estudiaremos el fenómeno de la aceleración de partículas en los choques de estos jets. Como se ha comentado, estos jets parecen acelerar partículas a velocidades relativistas en choques muy intensos con el medio interestelar. Mediante observaciones de alta resolución en radio y de rayos X estudiaremos las condiciones físicas en los choques (temperatura, densidad del material, energía invertida en la aceleración). Este fenómeno de aceleración de partículas, bien conocido en otros sistemas astrofísicos más energéticos, es sin embargo totalmente desconocido hasta el momento en el caso de jets protoestelares. Así, esperamos que nuestro estudio sea pionero en este campo. Paralelamente a las observaciones, elaboraremos modelos teóricos y simulaciones de jets y choques en jets protoestelares. Este trabajo teórico es fundamental, ya que nos permitirá tener las herramientas necesarias para la correcta interpretación de las observaciones. Hasta ahora, la gran mayoría de estudios teóricos que involucran la presencia de campos magnéticos y aceleración de partículas han sido elaborados para el caso de jets de AGNs y microcuasares. Sin embargo, estos jets, aunque similares en muchos aspectos, tambien presentan características diferentes a las de los jets protoestelares que deben tenerse en cuenta a la hora de una correcta descripción del fenómeno. Nuestro grupo ya ha comenzado a realizar trabajos teóricos simples que permiten obtener algunas predicciones de los diferentes tipos de emisión que podemos detectar. Sin embargo, para obtener una descripción más precisa de estos fenómenos es necesario extender estos modelos y realizar nuevas simulaciones más detalladas.