Dibujando todo lo que brilla en las galaxias

Préstamo: NASA Goddard Space Flight Center

Un equipo de investigación internacional explorará estrellas, cúmulos de estrellas 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 se han unido para combinar observaciones de galaxias espirales cercanas con los radiotelescopios de UV visible más potentes del mundo, y pronto agregarán un conjunto completo de imágenes infrarrojas de alta resolución. NASA:a: Telescopio espacial James Webb. Con este revolucionario conjunto de datos, los astrónomos podrán estudiar las estrellas a medida que comienzan a formarse en nubes de gas oscuras y polvorientas, todo por primera vez en una variedad de galaxias espirales.

Esta imagen de la galaxia espiral NGC 3351 combina observaciones de varios observatorios para obtener más información sobre su gas estelar. Las radiografías de gran masa milimétrica/submilimétrica (ALMA) de Atacama muestran gas molecular denso en el imán. La herramienta Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) para telescopios muy grandes resalta las áreas donde las estrellas masivas jóvenes iluminan su entorno moviéndose en rojo. Las imágenes del telescopio espacial Hubble resaltan las pistas 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 descubrir dónde se forman las estrellas en el polvo para 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 son una de las formas más atractivas del universo. Aparecen en conchas enredadas, en telarañas cuidadosamente construidas e incluso en los rizos de las olas del océano. Las espirales de escala cósmica, como las que se ven en las galaxias, son más atractivas no solo por su belleza sino también por la abrumadora cantidad de información que contienen. ¿Cómo se forman las estrellas y las constelaciones? Hasta hace poco, la respuesta completa se usaba en un estado inaccesible, bloqueada por gas և polvo. Durante su primer año de funcionamiento, el telescopio espacial James Webb de la NASA ayudará a los investigadores a completar un esquema más detallado del ciclo de vida de la estrella con imágenes infrarrojas de alta resolución de 19 galaxias.

El telescopio también proporcionará algunas «piezas de rompecabezas» clave que antes faltaban. «JWST aborda muchas etapas diferentes del ciclo de vida estelar, todas con una resolución tremenda», dijo Janice Lee, científica jefe del Observatorio Gemini en Tucson, NOIRLab de la Fundación Nacional de Ciencias de Arizona. «La Web detectará la formación de estrellas en sus primeras etapas, justo cuando el gas colapsa, formando estrellas y calentando el polvo circundante».

A Lee se unen David Tilker de Baltimore, la Universidad Johns Hopkins en Maryland y Catherine Kreckel de la Universidad de Heidelberg, Alemania; ¿Su misión? No solo para desentrañar los misterios de la formación de estrellas con imágenes infrarrojas web de alta resolución, sino también para compartir conjuntos de datos con toda la comunidad astronómica para acelerar el descubrimiento.

Ritmos en forma de estrella

PHANGS es en parte una novedad, ya que reúne a más de 100 expertos internacionales para estudiar la formación estelar de principio a fin. Apuntan a las galaxias que se pueden ver frente a la Tierra, que están en promedio a 50 millones de años luz de distancia. La gran colaboración comenzó con imágenes de microondas de 90 galaxias del Atacama Large Millimeter / Submillimeter Mass (ALMA:) En Chile. Los astrónomos usan estos datos para crear mapas de gases moleculares para estudiar la materia prima para la formación de estrellas. Una vez Telescopio muy grandeExplorador espectroscópico de unidades múltiples (MUZA:), que también apareció en línea en Chile, obtuvieron datos conocidos como espectros para estudiar las últimas etapas de formación estelar en 19 galaxias, especialmente después de que los cúmulos estelares limpiaran el gas y el polvo cercanos. basado en el espacio telescopio espacial Hubble Proporciona observaciones de luz ultravioleta visible de 38 galaxias para agregar imágenes de alta resolución de estrellas y cúmulos individuales.

Esta imagen de la galaxia espiral NGC 1300 combina múltiples observaciones para mapear poblaciones estelares y gases. La luz amarilla reflejada por el Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) resalta las frías nubes de gas molecular que proporcionan la materia prima a partir de la cual se forman las estrellas. Los datos del instrumento Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) de un telescopio muy grande se presentan en colores rojo-púrpura, capturando el efecto de estrellas jóvenes y masivas en el gas que las rodea. La luz ultravioleta visible capturada por el telescopio espacial Hubble resalta las pistas de polvo en dorado y las estrellas muy jóvenes y cálidas en azul. Las imágenes infrarrojas de alta resolución del telescopio espacial Webb ayudarán a los investigadores a descubrir dónde se forman las estrellas en el polvo. Estudiar las primeras etapas de formación de estrellas en esta galaxia.
Préstamos: Ciencia: NASA, ESA, ESO-Chile, ALMA, NAOJ, NRAO; Procesamiento de imágenes por Alisa Pagan (STScI)

Los elementos faltantes que llenarán la Web se encuentran principalmente en las partes de la galaxia que están ocultas por el polvo, en las regiones donde las estrellas se están formando activamente. «Veremos claramente cúmulos de estrellas en el corazón de estas densas nubes moleculares, de las cuales anteriormente solo teníamos evidencia indirecta», dijo Tilker. «La web nos permite mirar dentro de estas ‘plantas estelares’ para ver grupos recién recolectados, para medir sus propiedades antes de que se desarrollen».

Los nuevos datos también ayudarán al equipo a determinar la edad de las poblaciones estelares en diferentes muestras de galaxias, lo que ayudará a los investigadores a crear modelos estadísticos más precisos. «Siempre ponemos contextos de pequeña escala en el panorama general de las galaxias», explicó Crekel. «A través de la Web, rastrearemos la secuencia evolutiva de las estrellas en cada cúmulo estelar de galaxias».

Otra posible respuesta que buscan es el polvo que rodea a las estrellas en medio interestelar. Webb los ayudará a determinar qué partes del gas (polvo) están asociadas con regiones específicas de formación de estrellas, que son materia interestelar que flota libremente. «No era posible hacer eso en el pasado, fuera de las galaxias cercanas. Será transformador”, agregó Tilker.

El equipo también está trabajando para comprender el momento del ciclo de formación estelar. «Las escalas de tiempo son importantes en astronomía y física», dijo Lee. «¿Cuánto tiempo toma cada etapa de formación estelar?» ¿Cómo pueden estos horarios ser diferentes en diferentes entornos galácticos? Queremos medir cuándo se liberan estas estrellas de sus nubes de gas para comprender cómo se interrumpe la formación estelar”.

Ciencia para todos

Estas observaciones de Webb se aceptarán como parte del programa de tesorería, lo que significa que no solo estarán disponibles de inmediato para el público, sino que tendrán un valor científico amplio y duradero. El equipo trabajará para crear և conjuntos de datos de publicación que coincidan con los datos de Webb con ALMA, MUSE և conjuntos de datos adicionales del Hubble, lo que permitirá a los futuros investigadores filtrar cada galaxia և sus poblaciones estelares conectando և desconectando diferentes longitudes de onda. և Haga zoom en píxeles individuales de imágenes. Proporcionarán inventarios de las diversas etapas del ciclo de formación estelar, incluidas las regiones de formación estelar, las estrellas jóvenes, los cúmulos estelares y las propiedades locales del polvo.

Este estudio se llevará a cabo como parte del software General Observer (GO) de Webb, que se selecciona de manera competitiva mediante un sistema de revisión anónimo dual, el mismo sistema que se usa para pasar tiempo en el telescopio espacial Hubble.

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