Las impresionantes primeras etapas de la formación de estrellas capturadas con el Telescopio Espacial James Webb
Los investigadores están vislumbrando por primera vez el interior de galaxias espirales distantes para ver cómo se formaron las estrellas y cómo cambian con el tiempo, gracias a la capacidad del telescopio espacial James Webb para perforar el velo de polvo y la nube de gas. Crédito: Ciencia: NASA, ESA, CSA, Janice Lee (NOIRLab), Procesamiento de imágenes: Joseph DePasquale (STScI)
Las capacidades de infrarrojo medio del Telescopio Espacial Webb han permitido a los científicos ver más allá de las nubes de gas y polvo para observar detalles previamente oscurecidos en galaxias distantes.
Un equipo de investigadores ha podido ver por primera vez el interior de galaxias espirales distantes para estudiar su formación y evolución a lo largo del tiempo, gracias a las poderosas capacidades del Telescopio Espacial James Webb.
“Estamos estudiando 19 de nuestros análogos más cercanos a nuestra propia galaxia. En nuestra propia galaxia, no podemos hacer muchos de estos descubrimientos porque estamos atrapados dentro», dice Erik Rosolowsky, profesor del departamento de física de la Universidad de Alberta y coautor de un artículo reciente, publicado en EL[{» attribute=»»>Astrophysical Journal Letters — analyzing data from the James Webb telescope.
Unlike previous observation tools, the telescope’s mid-infrared instrument can penetrate dust and gas clouds to provide critical information about how stars are forming in these galaxies, and consequently, how they are evolving.
“This is light that is longer wavelength and represents cooler objects than the light we see with our eyes,” says Rosolowsky.
“The infrared light is really key to tracing the cold and distant universe.”
James Webb Space Telescope artist concept. Credit: NASA
So far, the telescope has captured data from 15 of the 19 galaxies. Rosolowsky and Hamid Hassani, a PhD student and lead author on the paper, examined the infrared light emitted from dust grains at different wavelengths to help categorize what they were seeing, such as whether an image showcased regular stars, massive star-forming complexes or background galaxies.
“At 21 micrometers [the infrared wavelength used for the images collected]si miras una galaxia, verás todos estos granos de polvo calentados por la luz de las estrellas”, dice Hassani.
A partir de las imágenes recopiladas, pudieron determinar la edad de las estrellas. Descubrieron que observaron estrellas jóvenes que «estallaron[ed] en la escena casi instantáneamente, mucho más rápido de lo que muchos modelos predijeron”, dice Rosolowsky.
«La edad de estos [stellar] la población es muy joven. Realmente están comenzando a producir nuevas estrellas y están muy activos en la construcción de estrellas”, dice Hassani.
Webb tiene dos lados, separados por su parasol: un lado cálido que mira hacia el Sol y la Tierra, y un lado frío que mira hacia el espacio, lejos del Sol y la Tierra. Los paneles solares, la antena de comunicación, el sistema de navegación y los sistemas electrónicos residen en el lado caliente que mira hacia el Sol y la Tierra. Los espejos y los instrumentos científicos, que son muy sensibles a la radiación infrarroja, están alojados en el lado frío, donde quedan protegidos por el parasol. Crédito: STScI
Los investigadores también descubrieron una estrecha relación entre la masa de estrellas en una región y su luminosidad. «Resulta que fue una forma brillante de encontrar estrellas de gran masa», dice Rosolowsky.
Rosolowsky llama a las estrellas de gran masa «estrellas de rock» porque «viven rápido, mueren jóvenes y realmente dan forma a la galaxia que las rodea». Cuando se forman, explica, liberan enormes cantidades de viento solar y burbujas de gas, lo que detiene la formación de estrellas en esa área en particular y, al mismo tiempo, agita la galaxia y desencadena la formación de estrellas en otras áreas.
«Descubrimos que en realidad es realmente esencial para la vida a largo plazo de una galaxia, este tipo de espuma burbujeante, porque evita que la galaxia consuma su combustible demasiado rápido», dice Rosolowsky.
Es un proceso complejo, en el que cada nueva formación estelar desempeña un papel más importante en la evolución de la galaxia con el tiempo, añade Hassani.
“Si tienes una estrella en formación, esa galaxia todavía está activa. Tienes mucho polvo y gas y todas esas emisiones de la galaxia que desencadenan la próxima generación de la próxima formación de estrellas masivas y mantienen viva a la galaxia.
Cuantas más imágenes tengan los científicos que documenten estos procesos, mejor podrán deducir lo que está sucediendo en galaxias distantes que tienen similitudes con la nuestra. En lugar de mirar una sola galaxia en profundidad, Rosolowsky y Hassani quieren crear lo que Rosolowsky llama una especie de «atlas galáctico» capturando imágenes usando tantos métodos como sea posible.
«A través de la recopilación de todos estos datos, la creación de este gran atlas, podríamos distinguir qué tiene de especial una galaxia frente a los temas unificadores que dan forma a las galaxias en su conjunto», dice Rosolowsky.
Referencia: «PHANGS–JWST First Results: The 21 µm Compact Source Population» por Hamid Hassani, Erik Rosolowsky, Adam K. Leroy, Médéric Boquien, Janice C. Lee, Ashley T. Barnes, Francesco Belfiore, F. Bigiel, Yixian Cao , Mélanie Chevance, Daniel A. Dale, Oleg V. Egorov, Eric Emsellem, Christopher M. Faesi, Kathryn Grasha, Jaeyeon Kim, Ralf S. Klessen, Kathryn Kreckel, JM Diederik Kruijssen, Kirsten L. Larson, Sharon E. Meidt, Karin M. Sandstrom, Eva Schinnerer, David A. Thilker, Elizabeth J. Watkins, Bradley C. Whitmore y Thomas G. Williams, 16 de febrero de 2023, Cartas del Diario Astrofísico.
DOI: 10.3847/2041-8213/aca8ab
Su artículo fue uno de los 21 artículos de investigación sobre los primeros resultados de la colaboración de Física de alta resolución angular en galaxias cercanas (PHANGS), publicado en una edición especial de Cartas del Diario Astrofísico.
