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El Telescopio Espacial Webb de la NASA mapea las plumas eyectadas en la galaxia del Cigarro

• En medio de un sitio repleto de estrellas se encuentra una intrincada subestructura de las plumas

Santa María Tonantzintla, Puebla, a 3 de abril. Un equipo de astrónomos liderado por Alberto Bolatto de la Universidad de Maryland, College Park, ha utilizado el telescopio espacial James Webb de la NASA para estudiar la galaxia Messier 82 (M82) conocida también como la galaxia del Cigarro. Situada a doce millones de años luz de distancia, en la constelación de la Osa Mayor, es una galaxia enana, pero genera diez veces más estrellas cada año que la Vía Láctea. El equipo usó filtros que trazan los filamentos de polvo del instrumento NIRCam (cámara de infrarrojo cercano), logrando ver una intrincada subestructura de las plumas que fueron expulsadas de la zona intensa de formación estelar en esta galaxia. En el equipo colabora el doctor Divakara Mayya, investigador del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), centro coordinado por el Conahcyt.

“M82 ha obtenido una variedad de observaciones a lo largo de los años porque puede considerarse como el objeto ejemplar de galaxias con intensa actividad de formación estelar”, dijo Bolatto en una nota de prensa publicada hoy en el portal de NASA (https://go.nasa.gov/4aISO3f). “Tanto el telescopio espacial Spitzer como el Hubble de la NASA han observado este objeto, pero ninguno de estos telescopios podía ver subestructura tan detallada de las plumas como el James Webb.

“Esta imagen muestra el poder de Webb", dijo Rebecca Levy, segunda autora del estudio de la Universidad de Arizona, 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 tener un recuento preciso de todos los cúmulos de estrellas de esta galaxia”.

Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Bolatto (Universidad de Maryland).

Por su parte, el doctor Divakara Mayya, investigador del INAOE y descubridor principal  de brazos espirales en esta galaxia, comentó que el alto ritmo de formación de estrellas en esta galaxia hace que la galaxia tenga un alto ritmo de explosiones de supernovas.  “El efecto conjunto de estas explosiones es crear un viento que lleva gas y polvo en estructuras filamentosas ultra-delgadas que se ven en la imagen nueva del James Webb. Agregó que la zona central de esta galaxia está llena de nubes de polvo y gas, que tapan nuestra visión con telescopios ópticos, inclusive el Telescopio Espacial de Hubble. Estas nubes sin embargo son transparentes a las ondas infrarrojas permitiendo al James Webb detectar toda la población de cúmulos estelares. Mi grupo aquí en el INAOE ha realizado hace más de una década un censo de cúmulos en las imágenes de Hubble de esta galaxia. Actualmente estamos realizando un estudio para encontrar cúmulos nuevos descubiertos por Webb y estudiar sus propiedades”.

El instrumento NIRCam de Webb es muy adecuado para rastrear la estructura del viento galáctico mediante la emisión de moléculas químicas conocidas como hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH). Estas moléculas podrían ser consideradas como granos de polvo muy pequeños que sobreviven en temperaturas más frías pero se destruyen en condiciones de calor. “Fue inesperado ver que las plumas de PAH coinciden espacialmente con filamentos del gas ionizado”, agregó Bolatto. “Se supone que los PAH 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”.

“La observación de Webb de M82, un objeto muy cercano a nosotros, es un recordatorio de que el telescopio destaca en el estudio de galaxias a todas las distancias", dijo Bolatto. "Además de observar galaxias jóvenes con alto corrimiento al rojo, podemos observar objetos muy cercanos a casa para obtener información sobre los procesos que están sucediendo aquí, eventos que también ocurrieron en el universo temprano”.

Un área de interés para este equipo de investigación es comprender cómo se lanza este viento galáctico, causado por el ritmo alto de formación de estrellas y las subsiguientes supernovas, e influye en su entorno. Al resolver una sección central de M82, los científicos podrían examinar dónde se origina el viento y obtener información sobre cómo interactúan los componentes fríos y calientes dentro del viento.

Estos hallazgos han sido aceptados para su publicación en The Astrophysical Journal y se puede acceder al trabajo en https://arxiv.org/abs/2401.16648