Los investigadores obtienen sus primeros vistazos dentro 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 la nube de polvo y gas. Crédito: Ciencia: NASA, ESA, CSA, Janice Lee (NOIRLab), Procesamiento de imágenes: Joseph DePasquale (STScI)
Las capacidades de infrarrojo medio del Telescopio Espacial Webb han permitido a los científicos ver más allá de las nubes de gas y polvo para observar detalles previamente oscurecidos en galaxias distantes.
Gracias a las poderosas capacidades del Telescopio Espacial James Webb, un equipo de investigadores ha podido ver las galaxias espirales distantes dentro de ellas por primera vez para estudiar cómo se forman y cómo cambian con el tiempo.
«Estamos estudiando 19 de los isótopos más cercanos de nuestra galaxia. En nuestra propia galaxia, no podemos hacer muchos de estos descubrimientos porque estamos atrapados dentro de ella», dice Eric Rosulowski, profesor del Departamento de Física y Ciencias de la Universidad de Alberta. coautor de un artículo reciente, publicado en el[{» attribute=»»>Astrophysical Journal Letters — analyzing data from the James Webb telescope.
Unlike previous observation tools, the telescope’s mid-infrared instrument can penetrate dust and gas clouds to provide critical information about how stars are forming in these galaxies, and consequently, how they are evolving.
“This is light that is longer wavelength and represents cooler objects than the light we see with our eyes,” says Rosolowsky.
“The infrared light is really key to tracing the cold and distant universe.”
James Webb Space Telescope artist concept. Credit: NASA
So far, the telescope has captured data from 15 of the 19 galaxies. Rosolowsky and Hamid Hassani, a PhD student and lead author on the paper, examined the infrared light emitted from dust grains at different wavelengths to help categorize what they were seeing, such as whether an image showcased regular stars, massive star-forming complexes or background galaxies.
“At 21 micrometers [the infrared wavelength used for the images collected]“Si miras una galaxia, verás que la luz de las estrellas calienta todos los granos de polvo”, explica Hassani.
A partir de las imágenes recopiladas, pudieron determinar la edad de las estrellas. Descubrieron que estaban observando estrellas jóvenes que estaban «explotando».[ed] en la escena prácticamente de inmediato, mucho más rápido de lo que muchos modelos habrían anticipado”, dice Rosulowski.
la edad de esos [stellar] La población es muy joven. Apenas están comenzando a producir nuevas estrellas y son muy activas en la formación estelar.
Webb tiene dos lados, divididos por una visera solar: un lado caliente que mira hacia el Sol y la Tierra, y un lado frío que mira hacia el espacio alejado del Sol y la Tierra. Los paneles solares, la antena de comunicaciones, el sistema de navegación y los sistemas electrónicos están ubicados en el lado caliente que mira hacia el Sol y la Tierra. Los espejos y los instrumentos científicos que son muy sensibles a la radiación infrarroja están en el lado frío, donde están protegidos por un parasol. Crédito: STScI
Los investigadores también encontraron una estrecha relación entre la masa de las estrellas en una región y su brillo. «Resultó que esta era una excelente manera de encontrar estrellas de gran masa», dice Rosulowski.
Rosolowsky llama a las estrellas de gran masa «estrellas de rock» porque «viven rápido, mueren jóvenes y dan forma a la galaxia a su alrededor». Él explica que a medida que se forman, liberan cantidades masivas de viento solar y burbujas de gas, lo que detiene la formación de estrellas en esa región en particular mientras mueve la galaxia y desencadena la formación de estrellas en otras regiones.
«Hemos descubierto que esto es realmente clave para la vida a largo plazo de la galaxia, este tipo de espuma volátil, porque evita que la galaxia consuma su combustible demasiado rápido», dice Rosulowski.
Es un proceso complejo, agrega Hassani, en el que cada nueva formación estelar desempeña un papel más importante en la forma en que la galaxia cambia con el tiempo.
«Si tienes formación estelar, esa galaxia todavía está activa. Tienes mucho polvo y gas y todas estas emisiones de la galaxia que están estimulando la próxima generación de formación estelar masiva y manteniendo viva la galaxia».
Cuantas más imágenes documenten los científicos de estos procesos, mejor podrán deducir lo que está sucediendo en galaxias distantes similares a la nuestra. En lugar de mirar solo una galaxia en profundidad, Rosulowski y Hassani quieren crear lo que Rosulowski llama una especie de «atlas de galaxias» tomando imágenes usando tantos métodos como sea posible.
«Al reunir todos estos datos, al crear este gran atlas, podremos trazar un mapa de lo que distingue a una sola galaxia frente a las características unificadoras que componen las galaxias en su conjunto», dice Rosulowski.
Referencia: «PHANGS-JWST First Results: 21 μM Compact Population Source» por Hamid Hassani, Eric Rosolosky, Adam K. , Melanie Schiffans, Daniel A. Dale, Oleg F. Egorov, Eric Emsselm, Christopher M. Weissey, Kathryn Gracha, Jaeun Kim, Ralph S. Karen M. Sandstrom, Eva Schinerer, David A. Thelker, Elizabeth J. Watkins, Bradley C. Whitmore y Thomas G. Williams, 16 de febrero de 2023, disponible aquí Cartas de revistas astrofísicas.
DOI: 10.3847/2041-8213/aca8ab
Su artículo fue uno de los 21 artículos sobre los hallazgos preliminares de la física en alta resolución angular en la Colaboración de Galaxias Cercanas (PHANGS), publicado en un número especial centrado en Cartas de revistas astrofísicas.