Observaciones con el telescopio espacial James Webb han alcanzado el núcleo de la galaxia con brote estelar Messier 82, indagando cómo se forman las estrellas y cómo esta actividad extrema afecta a la galaxia misma.
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Situada a 12 millones de años luz de distancia, en la constelación de la Osa Mayor, esta galaxia tiene un tamaño relativamente compacto, pero alberga un frenesí de actividad de formación estelar. En comparación, Messier 82 está generando nuevas estrellas 10 veces más rápido que la Vía Láctea.
"Nuevos y hermosos detalles": el descubrimiento del telescopio espacial James Webb
El equipo dirigió el instrumento NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) del telescopio Webb hacia el centro de la galaxia con estallido estelar, obteniendo una visión más cercana de las condiciones físicas que fomentan la formación de nuevas estrellas.
"M82 ha obtenido una variedad de observaciones a lo largo de los años porque puede considerarse como la galaxia prototípica de explosión estelar", dijo en un comunicado Alberto Bolatto, autor principal del estudio. "Tanto el telescopio espacial Spitzer como el Hubble han observado este objetivo. Con el tamaño y la resolución de Webb, podemos observar esta galaxia en formación de estrellas y ver todos estos nuevos y hermosos detalles".
Las imágenes NIRCam del centro mismo del estallido estelar se obtuvieron utilizando un modo de instrumento que evitó que la fuente muy brillante abrumara el detector.
Mientras que zarcillos de polvo de color marrón oscuro se enroscan a lo largo del brillante núcleo blanco de M82 incluso en esta vista infrarroja, la NIRCam del telescopio James Webb ha revelado un nivel de detalle que históricamente ha estado oscurecido. Mirando más de cerca hacia el centro, las pequeñas motas representadas en verde denotan áreas concentradas de hierro, la mayoría de las cuales son restos de supernova. Pequeñas manchas que aparecen de color rojo indican regiones donde el hidrógeno molecular está siendo iluminado por la radiación de una estrella joven cercana.
"Esta imagen muestra el poder de Webb", dijo Rebecca Levy, segunda autora del estudio, de la Universidad de Arizona en Tucson. "Cada punto blanco en esta imagen es una estrella o un cúmulo de estrellas. Podemos empezar a distinguir todas estas pequeñas fuentes puntuales, lo que nos permite adquirir un recuento preciso de todos los cúmulos de estrellas de esta galaxia".
Al observar M82 en longitudes de onda infrarrojas ligeramente más largas, se pueden ver zarcillos grumosos representados en rojo que se extienden por encima y por debajo del plano de la galaxia. Estas serpentinas gaseosas son un viento galáctico que sale del núcleo del estallido estelar.
Investigación con el telescopio James Webb: ¿cómo se lanza el viento galáctico?
Un área de enfoque para este equipo de investigación fue comprender cómo se lanza este viento galáctico, causado por la rápida formación de estrellas y las subsiguientes supernovas, e influye en su entorno. Al resolver una sección central de M82, los científicos han podido examinar dónde se origina el viento y obtener información sobre cómo interactúan los componentes fríos y calientes dentro del viento.
El instrumento NIRCam del telescopio espacial James Webb era muy adecuado para rastrear la estructura del viento galáctico a través de la emisión de moléculas químicas de hollín conocidas como hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Los HAP pueden considerarse como granos de polvo muy pequeños que sobreviven en temperaturas más frías, pero se destruyen en condiciones de calor.
Para sorpresa del equipo, la visión de James Webb de la emisión de PAH resalta la fina estructura del viento galáctico, un aspecto previamente desconocido. Representada como filamentos rojos, la emisión se extiende desde 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 HAP y la del gas ionizado caliente.
"Fue inesperado ver que la emisión de HAP se parecía al gas ionizado", dijo Bolatto. "Se supone que los HAP no viven mucho tiempo cuando se exponen a un campo de radiación tan fuerte, por lo que tal vez se repongan todo el tiempo. Desafía nuestras teorías y nos muestra que se requiere más investigación".
Las observaciones de Webb de M82 en luz infrarroja cercana también generan más preguntas sobre la formación estelar, algunas de las cuales el equipo espera responder con datos adicionales recopilados con el telescopio Webb, incluido el de otra galaxia con brote.