'Fuegos artificiales' galácticos arrojan luz sobre la formación de estrellas

Un equipo de astrónomos ha publicado nuevas observaciones de galaxias cercanas que se asemejan a coloridos fuegos artificiales cósmicos. Las imágenes, obtenidas con el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO), muestran diferentes componentes de las galaxias en distintos colores, lo que permite al equipo identificar las ubicaciones de las estrellas jóvenes y el gas que calientan a su alrededor.

Al combinar estas nuevas observaciones con los datos del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), del que ESO es socio, el equipo está ayudando a arrojar nueva luz sobre lo que desencadena que el gas acabe formando estrellas.

La comunidad astronómica sabe que las estrellas nacen en nubes de gas, pero aún no se sabe con seguridad qué es lo que desencadena el proceso de formación estelar y cuál es el papel que juegan las galaxias. Para entender este proceso, un equipo de investigación ha observado varias galaxias cercanas con potentes telescopios en tierra y en el espacio, haciendo un sondeo de las diferentes regiones galácticas implicadas en los nacimientos estelares.

"Por primera vez estamos resolviendo unidades individuales de formación estelar en una amplia gama de ubicaciones y entornos dentro de una muestra que representa bien los diferentes tipos de galaxias", afirma Eric Emsellem, astrónomo de ESO en Alemania y autor principal del artículo científico que describe el estudio realizado como parte del proyecto Physics at High Angular resolution in Nearby GalaxieS (PHANGS). "Podemos observar directamente el gas que da origen a las estrellas, vemos las propias estrellas jóvenes y somos testigos de su evolución a través de varias fases", explica.

Ahora, Emsellem --que también tiene filiación en la Universidad de Lyon (Francia)-- y su equipo, han lanzado su último conjunto de escaneos galácticos obtenidos con el instrumento Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), instalado en el VLT de ESO, en el desierto de Atacama (Chile). Utilizaron MUSE para rastrear las estrellas recién nacidas y el gas caliente que hay a su alrededor, un gas que es iluminado y calentado por las estrellas y que indica que está teniendo lugar un proceso de formación estelar.

Las nuevas imágenes de MUSE se han combinado con observaciones de las mismas galaxias obtenidas con ALMA y publicadas a principios de este año. ALMA, que también se encuentra en Chile, es una herramienta especialmente adecuada para mapear nubes de gas frío (las partes de las galaxias que proporcionan la materia prima a partir de la cual se forman las estrellas).

Mediante la combinación de imágenes de MUSE y ALMA, el equipo pueden examinar las regiones galácticas donde se está produciendo formación estelar, comparándolas con aquellas regiones en las que se espera que tenga lugar, con el fin de comprender mejor qué desencadena, impulsa o frena el nacimiento de nuevas estrellas. Las imágenes resultantes son impresionantes y ofrecen una visión espectacularmente colorida de los viveros estelares que hay en las galaxias vecinas.

"Hay muchos misterios que queremos desentrañar", declara Kathryn Kreckel, de la Universidad de Heidelberg, en Alemania, y coautora del estudio. "¿Nacen más a menudo las estrellas en regiones específicas de sus galaxias anfitrionas? Y, si es así, ¿por qué? Y, una vez que nacen, ¿cómo influye su evolución en la formación de nuevas generaciones de estrellas?", se pregunta.

Ahora, la comunidad astronómica podrá responder a estas preguntas gracias a la gran cantidad de datos de MUSE y ALMA que ha obtenido el equipo de PHANGS. MUSE recopila espectros --los "códigos de barras" que se rastrean para revelar las propiedades y la naturaleza de los objetos cósmicos-- de cada lugar dentro de su campo de visión, proporcionando así información mucho más rica que los instrumentos tradicionales.

Para el proyecto PHANGS, MUSE observó 30.000 nebulosas de gas caliente y recogió unos 15 millones de espectros de diferentes regiones galácticas. Las observaciones de ALMA, por otro lado, permitieron al equipo mapear alrededor de 100.000 regiones de gas frío en 90 galaxias cercanas, produciendo un atlas sin precedentes de viveros estelares del Universo cercano.

Además de ALMA y MUSE, el proyecto PHANGS también incluye observaciones del telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA. Los diversos observatorios fueron seleccionados para permitir al equipo escanear a los vecinos galácticos en diferentes longitudes de onda (visible, infrarrojo cercano y radio), ya que cada rango de longitud de onda revela distintas partes de las galaxias observadas.

"Su combinación nos permite estudiar las diversas etapas del nacimiento estelar con más detalle de lo que es posible con observaciones individuales, partiendo de la formación de los viveros estelares hasta el inicio de la formación estelar en sí y llegando a la fase de la destrucción final de los viveros por parte de las estrellas recién nacidas", afirma el coautor, Francesco Belfiore, del INAF-Arcetri en Florencia (Italia). "Gracias a PHANGS es la primera vez que hemos sido capaces de ensamblar una vista tan completa, obteniendo imágenes lo suficientemente nítidas como para ver de forma individual nubes, estrellas y nebulosas relevantes en cuanto a formación estelar", añade.

El trabajo llevado a cabo por el proyecto PHANGS se perfeccionará aún más con los próximos telescopios e instrumentos, como el telescopio espacial James Webb de la NASA. Los datos obtenidos de esta manera sentarán las bases para las observaciones con el futuro Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, que comenzará a funcionar a finales de esta década y permitirá obtener una imagen aún más detallada de las estructuras de los viveros estelares.

"Pese a lo sorprendente de PHANGS, la resolución de los mapas que producimos nos sirve para identificar y separar las nubes individuales que forman estrellas, pero no nos permite ver en detalle lo que está sucediendo en su interior", señala Eva Schinnerer, líder de un grupo de investigación en el Instituto Max Planck de Astronomía (Alemania) e investigadora principal del proyecto PHANGS, bajo el cual se llevaron a cabo las nuevas observaciones. "Los nuevos esfuerzos de observación de nuestro equipo y de otros van superando límites en esa dirección, por lo que nos esperan décadas de emocionantes descubrimientos", vaticina.

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