Captura todo lo que brilla en las galaxias

Un equipo de investigación internacional examinará estrellas, cúmulos estelares y polvo en 19 galaxias cercanas.

Para entender las galaxias, necesitas entender cómo se forman las estrellas. Más de 100 investigadores de todo el mundo han colaborado para compilar observaciones de galaxias espirales cercanas tomadas con los telescopios de radio, visible y ultravioleta más poderosos del mundo, y pronto agregarán un conjunto completo de imágenes infrarrojas de alta resolución de NASAa partir de Telescopio espacial James Webb. Con este innovador conjunto de datos, los astrónomos podrán estudiar las estrellas a medida que comienzan a formarse en nubes de gas oscuro y polvoriento, desentrañarlas a medida que estas estrellas incipientes explotan lejos de ese gas y polvo, e identificar las estrellas más maduras que son expulsadas. capas de gas y polvo, todo por primera vez en una variedad de galaxias espirales.

Esta imagen de la galaxia espiral NGC 3351 combina observaciones de múltiples observatorios para revelar detalles sobre sus estrellas y gases. Las observaciones de radio del Atacama Large Millimeter/Submatrix Array (ALMA) muestran un gas molecular denso en color púrpura. El instrumento Multi-Unit Spectral Explorer (MUSE) del Very Large Telescope se destaca cuando las estrellas jóvenes masivas iluminan su entorno con un brillo rojo. Las imágenes del telescopio espacial Hubble resaltan las líneas de polvo en blanco y las estrellas recién formadas en azul. Las imágenes infrarrojas de alta resolución del Telescopio Espacial Webb ayudarán a los investigadores a determinar dónde se están formando las estrellas detrás del polvo y estudiar las primeras etapas de formación estelar en esta galaxia. Crédito: Ciencia: NASA, ESA, ESO-Chile, ALMA, NAOJ, NRAO; Procesamiento de imágenes: Joseph DePasquale (STScI)

Las espirales se encuentran entre las formas más cautivadoras del universo. Aparecen en intrincados caparazones, telarañas cuidadosamente construidas e incluso en los bucles de las olas del océano. Las espirales de escala cósmica, como las que se ven en las galaxias, son aún más impresionantes, no solo por su belleza, sino también por la cantidad de información que contienen. ¿Cómo se forman las estrellas y los cúmulos estelares? Hasta hace poco, la respuesta completa estaba fuera de nuestro alcance, bloqueada por el gas y el polvo. En su primer año de funcionamiento, el Telescopio Espacial James Webb de la NASA ayudará a los investigadores a cartografiar el ciclo de vida estelar con más detalle utilizando imágenes infrarrojas de alta resolución de 19 galaxias.

El telescopio también proporcionará algunas «piezas de rompecabezas» importantes que faltaban hasta ahora. «JWST golpea muchas fases diferentes del ciclo de vida estelar, todo con una precisión increíble», dijo Janice Lee, científica jefe del observatorio NOIRLab Gemini de la Fundación Nacional de Ciencias en Tucson, Arizona. «Webb revelará la formación de estrellas en sus primeras etapas, a medida que el gas colapsa para formar estrellas y el polvo circundante se calienta».

A Leigh se unieron David Thalker de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland, Katherine Krickell de la Universidad de Heidelberg, Alemania, y otros 40 miembros del programa de investigación de longitud de onda múltiple conocido como PHANGS (Física de alta resolución angular de galaxias cercanas). . tu misión ? No solo para descubrir los secretos de la formación estelar utilizando las imágenes infrarrojas de alta resolución de Webb, sino también para compartir conjuntos de datos con toda la comunidad astronómica para acelerar el descubrimiento.

tasas de formación de estrellas

PHANGS es nuevo, en parte porque reunió a más de 100 expertos internacionales para estudiar la formación estelar de principio a fin. Apuntan a galaxias visibles desde el frente de la Tierra y ubicadas en promedio a 50 millones de años luz de distancia. La mayor colaboración comenzó con imágenes de microondas de 90 galaxias del Gran Cúmulo Milimétrico/Submilimétrico de Atacama (Alma) En Chile. Los astrónomos usan estos datos para producir mapas moleculares del gas para estudiar las materias primas necesarias para formar estrellas. una vez en telescopio muy grandeespectrofotómetro de unidades múltiplesMeditación), también en Chile, en línea, y obtuvo datos conocidos como espectros para estudiar las etapas finales de la formación estelar de 19 galaxias, específicamente después de que los cúmulos estelares eliminaran el gas y el polvo cercano. basado en el espacio El Telescopio Espacial Hubble Proporcionó observaciones ópticas visibles y ultravioleta de 38 galaxias para agregar imágenes de alta resolución de estrellas individuales y cúmulos de estrellas.

Galaxia NGC 1300

Esta imagen de la galaxia espiral NGC 1300 combina varias observaciones para mapear cúmulos de estrellas y gases. La luz de radio observada por el Atacama Large Millimeter/Subscale Array (ALMA), que se muestra en amarillo, resalta las nubes de gas molecular frío que proporcionan la materia prima a partir de la cual se forman las estrellas. Los datos del instrumento Espectrógrafo de Unidades Múltiples (MUSE) del Very Large Telescope se muestran en rojo y púrpura, capturando el efecto de las estrellas masivas jóvenes en el gas circundante. La luz visible y ultravioleta captada por el telescopio espacial Hubble resalta las líneas de polvo en dorado y las estrellas muy calientes en azul. Las imágenes infrarrojas de alta resolución del Telescopio Espacial Webb ayudarán a los investigadores a determinar dónde se están formando las estrellas detrás del polvo y estudiar las primeras etapas de formación estelar en esta galaxia.
Créditos: Ciencia: NASA, ESA, ESO-Chile, ALMA, NAOJ, NRAO; Procesamiento de imágenes: Alyssa Pagan (STScI)

Los elementos que faltan, que Webb completará, se encuentran en gran parte en regiones oscurecidas por el polvo de las galaxias, regiones donde las estrellas comienzan a formarse activamente. «Veremos claramente cúmulos de estrellas en el centro de estas densas nubes moleculares de las que anteriormente solo teníamos evidencia circunstancial», dijo Thalker. «Webb nos está dando una forma de mirar dentro de estas ‘fábricas de estrellas’ para ver cúmulos de estrellas recién ensamblados y medir sus propiedades antes de que evolucionen».

Los nuevos datos también ayudarán al equipo a determinar la edad de los grupos estelares en una muestra diversa de galaxias, lo que ayudará a los investigadores a construir modelos estadísticos más precisos. «Siempre hemos contextualizado las escalas pequeñas en el panorama general de las galaxias», explicó Krickell. «Usando Webb, trazaremos la secuencia evolutiva de estrellas y cúmulos de estrellas en cada galaxia».

Otra respuesta importante que están buscando se refiere al polvo alrededor de las estrellas en el medio interestelar. Webb los ayudará a identificar qué regiones de gas y polvo están asociadas con regiones específicas de formación estelar y qué regiones interestelares flotan libremente. «Eso no era posible antes, fuera de las galaxias más cercanas», agregó Thelker.

El equipo también está trabajando para comprender el momento del ciclo de formación estelar. «Los plazos son muy importantes en astronomía y física», me dijo. «¿Cuánto tiempo toma cada etapa de formación estelar? ¿Cómo podrían diferir estas escalas de tiempo en diferentes entornos galácticos? Queremos medir el tiempo que estas estrellas se liberan de sus nubes de gas para comprender cómo se interrumpe la formación estelar.

conocimiento para todos

Estas Webb Notes se tomarán como parte del programa del Tesoro, lo que significa que no solo estarán disponibles de inmediato para el público, sino que también tendrán un valor científico amplio y duradero. El equipo creará y publicará conjuntos de datos que alineen los datos de Webb con cada uno de los conjuntos de datos complementarios de ALMA, MUSE y Hubble, lo que permitirá a los futuros investigadores estudiar fácilmente cada galaxia y sus cúmulos de estrellas, cambiando entre diferentes longitudes de onda y ampliando fotos individuales por píxeles Proporcionarán inventarios de las diferentes fases del ciclo de formación estelar, incluidas las regiones de formación estelar, las estrellas jóvenes, los cúmulos estelares y el polvo local.

Esta encuesta se llevará a cabo como parte de los programas de Observador General (GO) de Webb, que se seleccionan de manera competitiva mediante un sistema anónimo de doble pantalla, el mismo sistema que se usa para asignar el tiempo en el Telescopio Espacial Hubble.

El telescopio espacial James Webb es el primer observatorio de ciencia espacial del mundo. Webb resolverá los misterios de nuestro sistema solar, mirará más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y explorará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.

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