Webb de la NASA sondea una galaxia con estallido estelar extremo
NASA | 03/04/2024 | 13:06
Un equipo de astrónomos ha utilizado el telescopio espacial James Webb de la NASA para estudiar la galaxia Messier 82 (M82). Situada a 12 millones de años luz de distancia en la constelación de la Osa Mayor, esta galaxia es relativamente compacta en tamaño, pero alberga un frenesí de actividad de formación estelar. A modo de comparación, M82 está brotando nuevas estrellas 10 veces más rápido que la galaxia de la Vía Láctea.
Dirigido por Alberto Bolatto de la Universidad de Maryland, College Park, el equipo dirigió el instrumento NIRCam (Cámara de Infrarrojo Cercano) de Webb hacia el centro de la galaxia con estallido estelar, logrando una mirada más cercana a las condiciones físicas que fomentan la formación de nuevas estrellas.
"M82 ha obtenido una variedad de observaciones a lo largo de los años porque puede considerarse como la galaxia prototípica con estallido estelar", dijo Bolatto, autor principal del estudio. "Tanto el telescopio espacial Spitzer como el Hubble de la NASA han observado este objetivo. Con el tamaño y la resolución de Webb, podemos mirar esta galaxia de formación estelar y ver todos estos hermosos y nuevos detalles".
Imagen: M82 observada por los telescopios Hubble y Webb
Una vibrante comunidad de estrellas
La formación estelar sigue manteniendo una sensación de misterio porque está envuelta por cortinas de polvo y gas, lo que crea un obstáculo para observar este proceso. Afortunadamente, la capacidad de Webb para mirar en el infrarrojo es una ventaja para navegar por estas condiciones turbias. Además, estas imágenes NIRCam del centro del estallido estelar se obtuvieron utilizando un modo de instrumento que evitó que la fuente muy brillante abrumara al detector.
Mientras que los zarcillos marrones oscuros de polvo pesado se enhebran a lo largo del núcleo blanco brillante de M82 incluso en esta vista infrarroja, el NIRCam de Webb ha revelado un nivel de detalle que históricamente ha sido oscurecido. Mirando más hacia el centro, pequeñas manchas representadas en verde denotan áreas concentradas de hierro, la mayoría de las cuales son remanentes de supernovas. Pequeños parches que aparecen en rojo significan regiones donde el hidrógeno molecular está siendo iluminado por la radiación de una estrella joven cercana.
"Esta imagen muestra el poder de Webb", dijo Rebecca Levy, segunda autora del estudio en la Universidad de Arizona, Tucson. "Cada punto blanco en esta imagen es una estrella o un cúmulo estelar. Podemos empezar a distinguir todas estas diminutas fuentes puntuales, lo que nos permite adquirir un recuento preciso de todos los cúmulos estelares de esta galaxia".
Encontrar estructura en condiciones vivas
Al observar M82 en longitudes de onda infrarrojas ligeramente más largas, se pueden ver zarcillos grumosos representados en rojo que se extienden por encima y por debajo del plano de la galaxia. Estas serpentinas gaseosas son un viento galáctico que sale del núcleo del estallido estelar.
Un área de enfoque para este equipo de investigación fue comprender cómo este viento galáctico, que es causado por la rápida tasa de formación estelar y las supernovas posteriores, se está lanzando e influyendo en su entorno circundante. Al resolver una sección central de M82, los científicos pudieron examinar dónde se origina el viento y obtener información sobre cómo interactúan los componentes calientes y fríos dentro del viento.
El instrumento NIRCam de Webb era muy adecuado para rastrear la estructura del viento galáctico a través de la emisión de moléculas químicas de hollín conocidas como hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Los HAP pueden considerarse como granos de polvo muy pequeños que sobreviven en temperaturas más frías, pero se destruyen en condiciones de calor.
Para sorpresa del equipo, la visión de Webb de la emisión de HAP destaca la fina estructura del viento galáctico, un aspecto previamente desconocido. Representada como filamentos rojos, la emisión se extiende lejos de la región central donde se encuentra el corazón de la formación estelar. Otro hallazgo inesperado fue la estructura similar entre la emisión de HAP y la del gas caliente e ionizado.
"Fue inesperado ver que la emisión de HAP se asemejaba a un gas ionizado", dijo Bolatto. "Se supone que los HAP no viven mucho tiempo cuando se exponen a un campo de radiación tan fuerte, por lo que tal vez se están reponiendo todo el tiempo. Desafía nuestras teorías y nos muestra que se requiere más investigación".
Vídeo: Recorrido por la M82 Imagen
Iluminando un camino hacia adelante
Las observaciones de Webb de M82 en luz infrarroja cercana estimulan más preguntas sobre la formación de estrellas, algunas de las cuales el equipo espera responder con datos adicionales recopilados con Webb, incluida la de otra galaxia con brotes estelares. Otros dos artículos de este equipo que caracterizan los cúmulos estelares y las correlaciones entre los componentes del viento de M82 están casi finalizados.
En un futuro próximo, el equipo tendrá observaciones espectroscópicas de M82 desde Webb listas para su análisis, así como imágenes complementarias a gran escala de la galaxia y el viento. Los datos espectrales ayudarán a los astrónomos a determinar las edades precisas de los cúmulos estelares y proporcionarán una idea de cuánto dura cada fase de formación estelar en un entorno de galaxias con brotes estelares. A una escala más amplia, inspeccionar la actividad en galaxias como M82 puede profundizar la comprensión de los astrónomos sobre el universo primitivo.
"La observación de Webb de M82, un objetivo más cercano a nosotros, es un recordatorio de que el telescopio sobresale en el estudio de galaxias a todas las distancias", dijo Bolatto. "Además de observar galaxias jóvenes de alto corrimiento al rojo, podemos observar objetivos más cercanos a casa para obtener información sobre los procesos que están sucediendo aquí, eventos que también ocurrieron en el universo temprano".
Estos hallazgos han sido aceptados para su publicación en The Astrophysical Journal. El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio científico espacial del mundo. Webb está resolviendo misterios en nuestro sistema solar, mirando más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y sondeando las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.
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