Gracias a la gran sensibilidad del telescopio Webb en el infrarrojo, un equipo de científicos ha sido capaz de observar el núcleo mismo de M82, una galaxia con intensa formación estelar. Esto está permitiendo obtener una mejor comprensión de la formación estelar y cómo esta actividad extrema está afectando a la galaxia en su conjunto.

Webb investiga M82, una galaxia con intensa formación estelar

Gracias a la gran sensibilidad del telescopio Webb en el infrarrojo, un equipo de científicos ha sido capaz de observar el núcleo mismo de M82, una galaxia con intensa formación estelar. Esto está permitiendo obtener una mejor comprensión de la formación estelar y cómo esta actividad extrema está afectando a la galaxia en su conjunto.

Ubicada a 12 millones de años luz en la constelación de la Osa Mayor, M82 es una galaxia relativamente compacta, pero alberga una frenética actividad de formación estelar. Por comparación, M82 está generando nuevas estrellas 10 veces más deprisa que nuestra galaxia, la Vía Láctea.

El equipo dirigió el instrumento NIRCam (Cámara de Infrarrojo Cercano) de Webb hacia el centro de la galaxia con ráfagas de formación estelar, obteniendo una visión más detallada de las condiciones físicas que favorecen la formación de nuevas estrellas.

“M82 ha sido objeto de una variedad de observaciones a lo largo de los años porque puede considerarse la galaxia prototípica con ráfagas de formación estelar, dijo Alberto Bolatto, autor principal del estudio.

“Tanto el telescopio espacial Spitzer como el Hubble han observado M82. Pero ahora, con el tamaño y la resolución del Webb, podemos observar esta galaxia con formación estelar y ver muchos nuevos y hermosos detalles”.

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Imágenes del núcleo de M82: A la izquierda Telescopio Espacial Hubble, a la derecha NIRCam del Webb en longitudes de onda largas.

Cortinas de gas y polvo

El proceso de formación estelar continúa siendo un misterio porque está oculto por cortinas de gas y polvo que son un obstáculo para su observación. Afortunadamente, la sensibilidad del Webb en el infrarrojo es una ventaja para navegar por estas «aguas turbias».

Aunque en la imagen de NIRCam los hilos de polvo de color marrón oscuro se entrelazan por todo el brillante núcleo blanco de M82, Webb ha conseguido, sin embargo, revelar un nivel de detalle que había permanecido oculto hasta ahora.

Mirando más de cerca hacia el centro, los pequeños puntos de color verde denotan áreas con una alta concentración de hierro, la mayoría de las cuales son restos de supernovas. Los pequeños parches de color rojo indican regiones donde la radiación de una estrella joven cercana ilumina el hidrógeno molecular circundante.

«Esta imagen muestra el poder del Webb«, dijo Rebecca Levy, segunda autora del estudio, en la Universidad de Arizona en Tucson. «Cada punto blanco en esta imagen es una estrella o un cúmulo estelar».

«Ahora ya podemos empezar a distinguir todas estas pequeñas fuentes de luz, lo que nos permite obtener un recuento preciso de todos los cúmulos estelares en esta galaxia».

Viento galáctico

Al observar M82 en longitudes de onda infrarrojas ligeramente más largas, se pueden ver estructuras filamentosas densamente agrupadas en color rojo, extendiéndose por encima y por debajo del plano de la galaxia. Estos chorros gaseosos son un viento galáctico que se eyecta hacia afuera desde el núcleo de la ráfaga de formación estelar.

Una de las áreas de enfoque para el equipo de investigación fue comprender cómo este viento galáctico, que es causado por la rápida tasa de formación estelar y las posteriores supernovas, se está expandiendo e influenciando su entorno circundante.

Al resolver visualmente una sección central de M82, los científicos fueron capaces de examinar el origen de este viento y obtener información sobre cómo interactúan con él sus componentes calientes y fríos.

PAHs

El instrumento NIRCam del Webb resultó adecuado para mapear la estructura del viento galáctico a través del rastreo de la emisión de moléculas químicas carbonosas conocidas como hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs).

Los PAHs pueden considerarse como granos de polvo muy pequeños que sobreviven en temperaturas frías, pero se destruyen cuando son expuestos a temperaturas más cálidas.

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Imágenes del núcleo de M82: A la izquierda NIRCam del Webb en longitudes de onda largas, a la derecha NIRCam del Webb en longitudes de onda cortas.

Para sorpresa del equipo, la imagen del Webb de la emisión de PAHs acentúa la estructura fina del viento galáctico, un aspecto desconocido anteriormente. Representada en forma de filamentos rojos, la emisión se aleja de la región central donde se encuentra el corazón de la formación estelar.

Otro hallazgo inesperado fue la similitud entre la estructura de la emisión de PAHs y la del gas caliente ionizado.

«Fue inesperado ver que la emisión de PAHs se asemejara al gas ionizado«, dijo Bolatto. «Se supone que los PAHs no viven mucho tiempo cuando están expuestos a un campo de radiación tan fuerte, así que tal vez se estén reponiendo contínuamente. Esto desafía nuestras teorías actuales y nos muestra que se requiere una investigación adicional».

Futuros análisis espectrales

En un futuro próximo, el equipo obtendrá imágenes espectroscópicas de M82 del Webb, listas para su análisis, así como imágenes de gran escala complementarias de la galaxia y su viento.

Los datos espectrales ayudarán a los astrónomos a determinar edades precisas para los cúmulos estelares y proporcionarán una idea de cuánto dura cada fase de formación estelar en galaxias con ráfagas de formación estelar.

A una escala más amplia, inspeccionar la actividad en galaxias como M82 puede profundizar la comprensión de los astrónomos sobre el Universo temprano.

«Con estas increíbles imágenes de Webb, y nuestros próximos análisis espectrales, podemos estudiar cómo los fuertes vientos y frentes de choque de estrellas jóvenes y supernovas pueden eliminar el gas y el polvo en el que se están formando nuevas estrellas», dijo Torsten Böker de la Agencia Espacial Europea, coautor del estudio.

«Una comprensión detallada de este ciclo de ‘retroalimentación’ es importante para afinar las teorías sobre cómo evolucionó el Universo temprano, porque las ráfagas de formación estelar compactas como la de M82 eran muy comunes entonces».

Fuente: Webb probes an extreme starburst galaxy

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