Capturadas las primeras etapas de la formación estelar a partir de los datos del JWST         

Por Adrianna MacPherson, Universidad de Alberta.

09 de marzo de 2023.

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 nubes de polvo y gas. Crédito: NASA/Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial.

Un equipo de investigadores ha podido ver el interior de galaxias espirales lejanas por primera vez para estudiar cómo se formaron y cómo cambian con el 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 de ella", dice Erik Rosolowsky, profesor del Departamento de Física y autor en un artículo reciente que analiza datos del telescopio James Webb.

A diferencia de las herramientas de observación anteriores, el instrumento de infrarrojo medio del telescopio puede penetrar las nubes de polvo y gas para proporcionar información crítica sobre cómo se forman las estrellas en estas galaxias y, en consecuencia, cómo evolucionan.

"Esta es una luz que tiene una longitud de onda más larga y representa objetos más fríos que la luz que vemos con nuestros ojos", dice Rosolowsky.

"La luz infrarroja es realmente clave para rastrear el Universo frío y distante".

Hasta ahora, el telescopio ha capturado datos de 15 de las 19 galaxias. Rosolowsky y Hamid Hassani, un estudiante de Ph.D. y autor principal del artículo, examinó la luz infrarroja emitida por los granos de polvo en diferentes longitudes de onda para ayudar a categorizar lo que estaban viendo, como si una imagen mostraba estrellas regulares, complejos masivos de formación estelar o galaxias de fondo.

"A 21 micrómetros [la longitud de onda infrarroja utilizada para las imágenes recopiladas], si miras una galaxia, verás todos esos granos de polvo calentados con la luz de las estrellas", explica Hassani.

A partir de las imágenes recopiladas, pudieron determinar la edad de las estrellas. Descubrieron que estaban observando estrellas jóvenes que "erupcionaron en la escena prácticamente instantáneamente, mucho más rápido de lo que muchos modelos habían predicho", dice Rosolowsky.

"La edad de estas poblaciones estelares es muy joven. Realmente están comenzando a producir nuevas estrellas y están muy activas en la formación de estrellas", dice Hassani.

Los investigadores también encontraron una estrecha relación entre la masa de las estrellas en una región y su brillo. "Resulta que esta 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 están formando, 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 provoca la formación de estrellas en otras áreas.

"Hemos descubierto que esto es realmente clave 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 de estrellas juega un papel más importante en la forma en que la galaxia cambia con el tiempo, agrega Hassani.

"Si tienes una estrella en formación, esa galaxia todavía está activa. Tienes mucho polvo y gas y todas estas emisiones de la galaxia que desencadenan la próxima generación de la próxima formación de estrellas masivas y simplemente mantienen viva a la galaxia".

Cuantas más imágenes tengan los científicos que documenten estos procesos, mejor podrán inferir lo que está sucediendo en galaxias distantes que tienen similitudes con la nuestra. En lugar de mirar solo una galaxia en profundidad, Rosolowsky y Hassani quieren crear lo que Rosolowsky llama una especie de "atlas de galaxias" capturando imágenes usando tantos métodos como sea posible.

"A través de la recopilación de todos estos datos, al crear 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.

Su artículo fue uno de los 21 artículos de investigación sobre los hallazgos iniciales de la colaboración Física en alta resolución angular en galaxias cercanas (PHANGS), publicado en una edición especial de Astrophysical Journal Letters.

Fuente:

https://phys.org/news/2023-03-capture-early-stages-star-formation.html