Un equipo de investigadores ha podido ver por primera vez el interior de galaxias espirales lejanas para estudiar cómo se formaron y cómo cambian con el tiempo, gracias a las potentes 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, afirma Erik Rosolowsky, profesor del Departamento de Física y coautor de un reciente artículo en el que se analizan los datos del telescopio James Webb.

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

Se trata de una luz que tiene una longitud de onda más larga y representa objetos más fríos que la luz que vemos con nuestros ojos, explica Rosolowsky. La luz infrarroja es realmente clave para rastrear el universo frío y distante.

Gracias a la capacidad del telescopio espacial James Webb para atravesar el velo de polvo y nubes de gas, los investigadores están obteniendo los primeros indicios del interior de galaxias espirales lejanas para ver cómo se formaron las estrellas y cómo cambian con el tiempo | Foto: NASA/Space Telescope Science Institute

Hasta ahora, el telescopio ha captado datos de 15 de las 19 galaxias. Rosolowsky y Hamid Hassani, estudiante de doctorado y autor principal del artículo, examinaron la luz infrarroja emitida por los granos de polvo en diferentes longitudes de onda para ayudar a categorizar lo que estaban viendo, como por ejemplo 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 recogidas], si observas una galaxia verás todos esos granos de polvo calentados con la luz de las estrellas, explica Hassani. A partir de las imágenes recogidas, pudieron determinar la edad de las estrellas. Descubrieron que estaban observando estrellas jóvenes que irrumpieron en escena prácticamente de forma instantánea, mucho más rápido de lo que muchos modelos habían predicho, afirma Rosolowsky.

La edad de estas poblaciones [estelares] es muy joven. Realmente están empezando a producir nuevas estrellas y son muy activas en la formación de estrellas, afirma Hassani. Los investigadores también hallaron una estrecha relación entre la masa de estrellas de una región y su brillo. Resulta que ésta era una forma brillante de encontrar estrellas de gran masa, afirma Rosolowsky.

Rosolowsky denomina 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 estelar en esa zona concreta al tiempo que agita la galaxia y desencadena la formación de estrellas en otras zonas.

Representación artística del Telescopio Espacial James Webb | foto NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez

Hemos descubierto que este tipo de espuma burbujeante es realmente clave para la vida a largo plazo de una galaxia, porque evita que la galaxia agote su combustible demasiado rápido, explica Rosolowsky. Se trata de un proceso complejo, en el que cada nueva formación estelar desempeña un papel más importante en la evolución de la galaxia a lo largo del tiempo, añade Hassani.

Si tienes una estrella formándose, esa galaxia sigue activa. Hay mucho polvo y gas y todas estas emisiones de la galaxia que desencadenan la siguiente generación de formación estelar masiva y mantienen viva la galaxia.

Cuantas más imágenes tengan los científicos que documenten estos procesos, mejor podrán deducir lo que ocurre en galaxias lejanas que tienen similitudes con la nuestra. En lugar de analizar en profundidad una sola galaxia, Rosolowsky y Hassani quieren crear lo que Rosolowsky denomina una especie de “atlas de galaxias” mediante la captura de imágenes utilizando tantos métodos como sea posible.

A través de la recopilación de todos estos datos, al crear este gran atlas, seríamos capaces de distinguir lo que es especial en una galaxia de los temas unificadores que dan forma a las galaxias en su conjunto, dice Rosolowsky.


Fuentes

University of Alberta | Hamid Hassani et al., PHANGS–JWST First Results: The 21 μm Compact Source Population, The Astrophysical Journal Letters (2023). DOI: 10.3847/2041–8213/aca8ab


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