Imágenes de galaxias cercanas aportan pistas de la formación estelar
Astrónomos que usan el telescopio espacial James Webb están obteniendo su primera visión de la formación estelar, el gas y el polvo en galaxias cercanas con una resolución sin precedentes.
Los datos han hecho posible una primera recopilación de 21 artículos de investigación que aportan nuevos conocimientos sobre cómo algunos de los procesos a menor escala de nuestro universo -los inicios de la formación estelar- influyen en la evolución de los objetos más grandes de nuestro cosmos: las galaxias.
El mayor sondeo de galaxias cercanas en el primer año de operaciones científicas de Webb está siendo llevado a cabo por la colaboración Physics at High Angular resolution in Nearby Galaxies (PHANGS), en la que participan más de 100 investigadores de todo el mundo. Las observaciones de Webb están dirigidas por Janice Lee, científica jefe del Observatorio Gemini en el NOIRLab de la National Science Foundation y astrónoma afiliada a la Universidad de Arizona en Tucson.
El equipo está estudiando una muestra diversa de 19 galaxias espirales, y en los primeros meses de operaciones científicas de Webb se han realizado observaciones de cinco de esos objetivos: M74, NGC 7496, IC 5332, NGC 1365 y NGC 1433. Los resultados ya están asombrando a los astrónomos.
"La claridad con la que vemos la estructura fina nos ha cogido por sorpresa", afirma en un comunicado David Thilker, miembro del equipo de la Universidad Johns Hopkins de Baltimore (Maryland).
"Estamos viendo directamente cómo la energía de la formación de estrellas jóvenes afecta al gas que las rodea, y es extraordinario", afirma Erik Rosolowsky, de la Universidad de Alberta (Canadá).
Las imágenes del instrumento MIRI (Mid-Infrared Instrument) del telescopio Webb revelan la presencia de una red de rasgos muy estructurados en el interior de estas galaxias: cavidades brillantes de polvo y enormes burbujas cavernosas de gas que recubren los brazos espirales. En algunas regiones de las galaxias cercanas observadas, esta red de características parece construida a partir de conchas y burbujas individuales y superpuestas en las que las estrellas jóvenes están liberando energía.
"Zonas completamente oscuras en las imágenes del Hubble se iluminan con exquisito detalle en estas nuevas imágenes infrarrojas, lo que nos permite estudiar cómo el polvo del medio interestelar ha absorbido la luz de las estrellas en formación y la ha emitido de nuevo en el infrarrojo, iluminando una intrincada red de gas y polvo", explica Karin Sandstrom, miembro del equipo de la Universidad de California en San Diego.
Las imágenes de alta resolución necesarias para estudiar estas estructuras han sido durante mucho tiempo un misterio para los astrónomos, hasta que apareció el Webb.
"El equipo de PHANGS lleva años observando estas galaxias en longitudes de onda ópticas, de radio y ultraviolentas con el telescopio espacial Hubble de la NASA, el Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array y el Explorador Espectroscópico MultiUnidad del Very Large Telescope", añade Adam Leroy, de la Universidad Estatal de Ohio. "Sin embargo, las primeras etapas del ciclo de vida de una estrella han permanecido fuera de la vista debido a que el proceso está envuelto en nubes de gas y polvo".
Las potentes capacidades infrarrojas de Webb pueden atravesar el polvo para conectar las piezas que faltan del rompecabezas.
Por ejemplo, las longitudes de onda específicas observables por MIRI (7,7 y 11,3 micras) y la Cámara del Infrarrojo Cercano de Webb (3,3 micras) son sensibles a la emisión de hidrocarburos aromáticos policíclicos, que desempeñan un papel fundamental en la formación de estrellas y planetas. Estas moléculas fueron detectadas por Webb en las primeras observaciones del programa PHANGS.
El estudio de estas interacciones a escala sutil puede ayudar a comprender mejor la evolución de las galaxias a lo largo del tiempo.
"Como estas observaciones se realizan en el marco de lo que se denomina un programa de tesorería, están a disposición del público a medida que se observan y reciben en la Tierra", explicó Eva Schinnerer, del Instituto Max Planck de Astronomía de Heidelberg (Alemania) y líder de la colaboración PHANGS.
El equipo de PHANGS trabajará para crear y publicar conjuntos de datos que alineen los datos de Webb con cada uno de los conjuntos de datos complementarios obtenidos previamente de los otros observatorios, para ayudar a acelerar el descubrimiento por parte de la comunidad astronómica en general.
"Gracias a la resolución del telescopio, por primera vez podemos realizar un censo completo de la formación estelar, y hacer inventarios de las estructuras de burbujas del medio interestelar en galaxias cercanas más allá del Grupo Local", dijo Lee. "Ese censo nos ayudará a comprender cómo la formación estelar y su retroalimentación se imprimen en el medio interestelar, para luego dar lugar a la siguiente generación de estrellas, o cómo en realidad impide que se forme la siguiente generación de estrellas".
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