Astrónomos chilenos y Telescopio Webb descubren explosiva formación estelar

Un equipo de investigadores chilenos, gracias al poder del telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA, lograron conocer en detalle qué está ocurriendo en el centro de esta galaxia, M82, ubicada a unos 12 millones de años luz de la Tierra. Es decir, M82 es parte del grupo M81 situado a 3,6 Mpc de distancia. Cabe mencionar que 1 Mpc equivale a 3,26 años luz. Esta galaxia es relativamente compacta en tamaño y alberga una frenética actividad de formación estelar, dado que M82 forma nuevas estrellas 10 veces más rápido que nuestra galaxia, la Vía Láctea. Si bien la formación estelar intensa en M82 ya se conocía por observaciones con los telescopios espaciales Spitzer y Hubble, el telescopio espacial James Webb (JWST) proporciona una visión más profunda. Dirigido por el Dr. Alberto D. Bolatto de la Universidad de Maryland, College Park, el equipo dirigió el instrumento NIRCam (Cámara de Infrarrojo Cercano) de Webb hacia el centro de la galaxia, logrando una mirada más cercana a las condiciones físicas que favorecen la formación de nuevas estrellas. Al respecto el Dr. Alberto D. Bolatto comenta: "M82 ha acumulado una variedad de observaciones a lo largo de los años porque puede considerarse como la galaxia con una formación estelar explosiva prototípica". Además agregó: "Tanto el telescopio espacial Spitzer de la NASA como el Hubble han observado este objeto. Con el tamaño y la resolución de Webb, podemos mirar esta galaxia formadora de estrellas y observar todos estos hermosos nuevos detalles."

La formación de estrellas, un proceso fundamental en la evolución de las galaxias, sigue siendo un enigma debido a su ocultación tras densas nubes de polvo y gas. Estas barreras cósmicas dificultan la observación directa de este fenómeno. Afortunadamente, el telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA ha abierto una nueva era en la astronomía infrarroja, proporcionándonos una herramienta invaluable para superar estas limitaciones. Gracias a su capacidad para captar longitudes de onda infrarrojas, el JWST puede penetrar en las regiones más densas del cosmos, revelando detalles sin precedentes de la formación estelar. Un ejemplo notable de este poder lo encontramos en las imágenes obtenidas por el instrumento NIRCam del JWST, que se centran en el corazón mismo de la explosión de formación estelar o starburst en la galaxia M82. Estas imágenes, de una resolución y sensibilidad excepcionales, fueron logradas gracias a un modo especial del instrumento que evita la saturación del detector por la intensa luz proveniente de la fuente.

El Dr. Rodrigo Herrera-Camus, Universidad de Concepción, indica que: "en el centro de la galaxia se están formando muchas estrellas que, al explotar como supernovas, están expulsando gas y polvo interestelar a cientos de kilómetros por segundo fuera de ésta".
La Dra. Rebecca C. Levy, Universidad de Arizona, manifestó: "Cada punto blanco en esta imagen es o una estrella o un cúmulo estelar. Podemos empezar a distinguir todas estas diminutas fuentes puntuales, lo que nos permite obtener un recuento preciso de todos los cúmulos estelares en esta galaxia".

Al estudiar M82 en longitudes de onda infrarrojas, se han detectado filamentos de gas que se extienden tanto por encima como por debajo del plano de la galaxia. Estos filamentos, que conforman el viento galáctico, son expulsados desde el centro de esta galaxia que se caracteriza por una intensa actividad de formación estelar. Un aspecto crucial de la investigación es la comprensión de la dinámica del viento galáctico. Este viento galáctico, impulsado por la alta tasa de formación estelar y las consecuentes explosiones de supernovas, juega un papel fundamental en la evolución de la galaxia. La observación detallada de la región central de M82 ha permitido a los científicos investigar el origen del viento galáctico y obtener información sobre la interacción entre los componentes calientes y fríos dentro de este flujo.
El Dr. Herrera-Camus precisa que: "lo novedoso de todo esto es que podemos investigar en mucho más detalle cómo los vientos galácticos expulsan material fuera de la galaxia. Esto es clave, porque este material sirve de combustible para formar nuevas estrellas. Si este material ya no está presente en el disco, la galaxia dejará de formar nuevas estrellas y entrará en una fase de evolución muy lenta. Esto es lo que conocemos como la muerte de una galaxia"

El instrumento NIRCam del Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha observado la estructura del viento galáctico en la galaxia M82 a través de la detección de la emisión de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Los HAP, considerados como diminutos granos de polvo, son moléculas complejas o pequeñas partículas de polvo que se encuentran en el medio interestelar frío, actúan como trazadores de las fases más frías del medio interestelar. Las observaciones del JWST revelaron una estructura fina del viento galáctico previamente desconocida, la cual se extiende más allá de la región central de formación estelar. Esta estructura, representada como filamentos rojos, se compone de estructuras coherentes con longitudes de ∼ 100 pársec y espesores de 5−9 pársec. Este hallazgo pone de manifiesto la complejidad y la dinámica del viento galáctico en M82.

El Dr. Albertob Bolatto indicó: "Fue inesperado ver la emisión de HAP parecerse a la del gas ionizado. Los HAP no se supone que vivan mucho tiempo cuando están expuestos a un campo de radiación tan fuerte, así que tal vez se están reponiendo todo el tiempo. Desafía nuestras teorías y nos muestra que se requiere más investigación".

Finalmente Bolatto expresó. "La observación de Webb de M82, una galaxia cercana a nosotros, es un recordatorio de que el telescopio es excelente estudiando galaxias a todas las distancias. Además de observar galaxias jóvenes muy lejanas, con un gran corrimiento de sus colores al rojo, podemos examinar objetos más cercanos para profundizar nuestra comprensión de los procesos que ocurren aquí, eventos que también tuvieron lugar en el universo temprano".

EQUIPO DE INVESTIGADORES