Es muy fácil quedar absolutamente hipnotizado por estas galaxias espirales. Siga sus brazos claramente definidos, repletos de estrellas, hasta sus centros, donde puede haber viejos cúmulos de estrellas y, a veces, agujeros negros supermasivos activos. Sólo el Telescopio Espacial James Webb de la NASA puede ofrecer escenas muy detalladas de galaxias cercanas en una combinación de luz infrarroja cercana y media, y hoy se publicó un conjunto de estas imágenes.
Estas imágenes de Webb son parte de un gran proyecto de larga data, el programa Física con alta resolución angular en galaxias cercanas (PHANGS), que cuenta con el apoyo de más de 150 astrónomos en todo el mundo. Antes de que Webb tomara estas imágenes, PHANGS ya estaba repleto de datos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA, el Explorador Espectroscópico de Unidades Múltiples del Very Large Telescope y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, incluidas observaciones en luz ultravioleta, visible y de radio. Las contribuciones de Webb al infrarrojo cercano y medio han proporcionado varias piezas nuevas del rompecabezas.
«Las nuevas imágenes de Webb son extraordinarias», afirmó Janice Lee, científica de proyectos de iniciativas estratégicas en el Instituto Científico del Telescopio Espacial de Baltimore. «Son alucinantes incluso para los investigadores que han estudiado estas mismas galaxias durante décadas. Las burbujas y los filamentos se resuelven hasta las escalas más pequeñas jamás observadas y cuentan una historia sobre el ciclo de formación estelar».
La emoción se extendió rápidamente por todo el equipo cuando las imágenes de Webb inundaron. «Siento que nuestro equipo vive en un estado constante de estar abrumado, de manera positiva, por la cantidad de detalles de estas imágenes», añadió Thomas Williams, un Investigador postdoctoral en la Universidad de Oxford en el Reino Unido.
Sigue los brazos en espiral
Es muy fácil quedar absolutamente hipnotizado por estas galaxias espirales. Siga sus brazos claramente definidos, repletos de estrellas, hasta sus centros, donde puede haber viejos cúmulos de estrellas y, a veces, agujeros negros supermasivos activos. Sólo el Telescopio Espacial James Webb de la NASA puede ofrecer escenas muy detalladas de galaxias cercanas en una combinación de luz infrarroja cercana y media.
La NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) de Webb capturó millones de estrellas en estas imágenes, que brillan en tonos azules. Algunas estrellas están repartidas por los brazos espirales, pero otras están agrupadas muy juntas en cúmulos de estrellas.
Los datos MIRI (Instrumento de infrarrojo medio) del telescopio resaltan el polvo brillante y nos muestran dónde existe alrededor y entre las estrellas. También destaca estrellas que aún no se han formado completamente: todavía están encerradas en el gas y el polvo que alimentan su crecimiento, como semillas de color rojo brillante en las puntas de picos polvorientos. «Aquí es donde podemos encontrar las estrellas más nuevas y masivas de las galaxias», dijo Erik Rosolowsky, profesor de física de la Universidad de Alberta en Edmonton, Canadá.
¿Algo más que asombró a los astrónomos? Las imágenes de Webb muestran grandes capas esféricas en el gas y el polvo. «Estos agujeros pueden haber sido creados por una o más estrellas que explotaron, creando agujeros gigantes en el material interestelar», explicó Adam Leroy, profesor de astronomía en la Universidad Estatal de Ohio en Columbus.
Ahora, traza los brazos espirales para encontrar regiones extendidas de gas que aparecen en rojo y naranja. «Estas estructuras tienden a seguir el mismo patrón en ciertas partes de las galaxias», añadió Rosolowsky. «Pensamos que son como ondas, y su espaciamiento nos dice mucho sobre cómo una galaxia distribuye su gas y polvo». El estudio de estas estructuras proporcionará información clave sobre cómo las galaxias se construyen, mantienen e impiden la formación de estrellas.
Sumérgete en el interior
La evidencia muestra que las galaxias crecen de adentro hacia afuera: la formación de estrellas comienza en los núcleos de las galaxias y se extiende a lo largo de sus brazos, alejándose en espiral del centro. Cuanto más lejos está una estrella del núcleo de la galaxia, más probabilidades hay de que sea más joven. Por el contrario, las áreas cercanas a los núcleos que parecen iluminadas por un foco azul son poblaciones de estrellas más antiguas.
¿Qué pasa con los núcleos de galaxias que están inundados de picos de difracción de color rosa y rojo? «Esa es una señal clara de que puede haber un agujero negro supermasivo activo», dijo Eva Schinnerer, científica del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania. «O los cúmulos de estrellas hacia el centro son tan brillantes que han saturado esa área de la imagen».
Investigación en abundancia
Hay muchas vías de investigación que los científicos pueden comenzar a seguir con los datos combinados de PHANGS, pero la cantidad sin precedentes de estrellas resueltas por Webb es un excelente lugar para comenzar. «Las estrellas pueden vivir miles de millones o billones de años», dijo Leroy. «Al catalogar con precisión todos los tipos de estrellas, podemos construir una visión más confiable y holística de sus ciclos de vida».
Además de publicar inmediatamente estas imágenes, el equipo de PHANGS también ha publicado el catálogo más grande hasta la fecha de aproximadamente 100.000 cúmulos estelares. «La cantidad de análisis que se puede hacer con estas imágenes es mucho mayor que cualquier cosa que nuestro equipo pudiera realizar», enfatizó Rosolowsky. «Estamos entusiasmados de apoyar a la comunidad para que todos los investigadores puedan contribuir».
El Telescopio Espacial James Webb es el principal observatorio científico espacial del mundo. Webb está resolviendo misterios en nuestro sistema solar, mirando más allá, hacia mundos distantes alrededor de otras estrellas, y explorando las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.
