06 May Webb y Hubble estudian miles de cúmulos estelares jóvenes
Astrónomos que utilizan el telescopio James Webb y el Hubble han estudiado en profundidad miles de cúmulos estelares jóvenes en diferentes etapas de evolución en cuatro galaxias cercanas.
Sus hallazgos muestran que los cúmulos estelares jóvenes más masivos emergen más rápidamente de las nubes en las que nacen, despejando el gas y llenando la galaxia de luz ultravioleta.
Este resultado nos da una comprensión más detallada de la formación estelar en galaxias, así como de cómo y dónde pueden formarse los planetas.
Retroalimentación estelar
Los astrónomos han sabido durante mucho tiempo que entender cómo se forman los cúmulos estelares jóvenes es clave para desbloquear otros secretos de la evolución galáctica.
Las estrellas se forman en cúmulos, creados cuando nubes de gas colapsan bajo su propia gravedad.
A medida que más y más estrellas nacen en una nube en colapso, los fuertes vientos estelares, la intensa radiación ultravioleta y las explosiones de supernova de estrellas masivas terminan dispersando la nube.
De esta manera, se detiene la formación estelar en los cúmulos estelares jóvenes antes de que hayan usado todo el gas en el proceso. Una vez que la nube de gas en la que nació un cúmulo estelar desaparece, su luz puede incidir sobre otras regiones de formación estelar de la galaxia.
Este proceso se llama retroalimentación estelar, y significa que la mayor parte del gas en una galaxia nunca se utiliza para formar estrellas. Investigar cómo se desarrollan los cúmulos estelares jóvenes puede responder preguntas sobre formación estelar a escala galáctica.
Un trabajo conjunto de Hubble y Webb
Los estudios de las regiones de formación estelar más cercanas, en la Vía Láctea y en galaxias enanas que la orbitan, permiten diseccionar los cúmulos estelares jóvenes con gran detalle.
Sin embargo, nuestra posición en el disco de la galaxia hace que solo unas pocas de estas regiones de formación estelar sean visibles.
Observando galaxias cercanas, los astrónomos pueden estudiar miles de regiones de formación estelar y caracterizar poblaciones completas de cúmulos estelares en muchas etapas de evolución, algo posible gracias a telescopios espaciales, especialmente el Hubble.
El desarrollo continuo de la astronomía en infrarrojos ha permitido retirar las cortinas de gas que aún ocultan los cúmulos estelares jóvenes más tempranos y aprender sobre las primeras etapas de su desarrollo.
Sin embargo, algunos temas siguen siendo un misterio, por ejemplo: cuando se forma un cúmulo estelar, qué determina cuánto tarda en dispersar su nube natal y empezar a emitir luz ultravioleta en la galaxia.
Ahora, este campo ha avanzado aún más gracias al trabajo conjunto del Hubble y el Webb, que proporcionan una visión de amplio espectro de miles de cúmulos estelares jóvenes.
Analizando cúmulos estelares en 4 galaxias cercanas
Los astrónomos analizaron imágenes de cuatro galaxias cercanas — Messier 51, Messier 83, NGC 628 y NGC 4449 — del programa FEAST (#1783), tratando de resolver este misterio.
Sus resultados muestran que son los cúmulos estelares jóvenes más masivos los que despejan su envoltura gaseosa más rápidamente y comienzan antes a iluminar su galaxia.
El equipo identificó casi 9.000 cúmulos estelares en las cuatro galaxias en diferentes estados evolutivos: cúmulos jóvenes comenzando a emerger de sus nubes de gas, cúmulos que habían dispersado parcialmente el gas y cúmulos completamente visibles en luz óptica.
Con la capacidad del Webb de ver dentro de las nubes de gas, pudieron estimar la masa y edad de cada cúmulo a partir de su espectro.
Los cúmulos estelares jóvenes más masivos habían emergido completamente y dispersado el gas tras unos cinco millones de años, mientras que los menos masivos tenían entre siete y ocho millones de años cuando salieron de sus viveros.
Mejorando nuestra comprensión de la formación galáctica
Responder a esta cuestión abierta sobre qué cúmulos estelares jóvenes limpian más rápidamente sus nubes natales mejora nuestra comprensión de la formación galáctica.
“Las simulaciones de formación estelar y retroalimentación estelar han tenido dificultades para reproducir cómo los cúmulos estelares jóvenes se forman y emergen de sus nubes natales. Estos resultados nos dan nuevas restricciones importantes sobre este proceso”, explica Angela Adamo.
Los cúmulos más masivos, con sus abundantes estrellas calientes, emiten la mayor parte de la luz ultravioleta en las galaxias, y este trabajo confirma que también inician antes la retroalimentación estelar.
Saber dónde y cuándo es más fuerte este proceso a lo largo de la vida de una galaxia permite predecir mejor cómo se redistribuye el gas y cómo se forman estrellas y cúmulos. Nuestras teorías sobre cómo se forman los planetas también se ven afectadas.
Cuanto más rápido se elimina el gas en un cúmulo estelar joven, antes quedan expuestos los discos protoplanetarios a la radiación ultravioleta de otras estrellas, reduciendo su capacidad para acumular gas y crecer.
“Este trabajo une a investigadores de formación estelar, simulaciones y formación planetaria”, dice Alex Pedrini. “Con Webb podemos observar las cunas de los cúmulos estelares jóvenes y conectar la formación de planetas con el ciclo de formación estelar y retroalimentación estelar.”
Fuente: Webb looks into the cradles of star clusters, finds massive clusters emerge faster
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