(CNN) — El telescopio espacial James Webb captó imágenes centelleantes de 19 galaxias espirales, y de los millones de estrellas que las albergan, con un nivel de detalle sin precedentes para los astrónomos.
La singular capacidad del Webb para observar el Universo en distintas longitudes de onda de luz infrarroja, como el infrarrojo cercano y el infrarrojo medio, muestra las estrellas, el gas y el polvo dentro de la intrincada estructura de cada galaxia.
Los astrónomos creen que alrededor del 60% de todas las galaxias son espirales, y nuestro sistema solar se encuentra en uno de los brazos espirales de la Vía Láctea. Las observaciones de Webb pueden ayudar a los astrónomos a comprender mejor la formación estelar y la evolución de galaxias espirales como la nuestra.
Vistas de frente, cada galaxia de las nuevas imágenes tiene brazos espirales cargados de estrellas. En el centro de cada galaxia hay cúmulos de estrellas viejas o agujeros negros supermasivos.
El telescopio espacial James Webb captó imágenes de 19 galaxias espirales en luz infrarroja cercana y media. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford), PHANGS
Las observaciones se realizaron en el marco del proyecto PHANGS (Physics at High Angular resolution in Nearby GalaxieS). Más de 100 astrónomos de todo el mundo participan en el programa, que también analiza datos del telescopio espacial Hubble, del instrumento MUSE del Very Large Telescope del Observatorio Espacial Europeo y del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array de Chile.
Los datos de los distintos telescopios permiten a los astrónomos realizar observaciones en diferentes longitudes de onda de luz visible, ultravioleta y radio. La incorporación de los datos infrarrojos de Webb puede ayudar a subsanar algunas de las lagunas de observación.
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«Las nuevas imágenes de Webb son extraordinarias», afirmó en un comunicado Janice Lee, miembro de PHANGS y científica del proyecto de nuevas misiones e iniciativas estratégicas del Space Telescope Science Institute de Baltimore. «Son asombrosas incluso para los investigadores que han estudiado estas mismas galaxias durante décadas. Las burbujas y filamentos se resuelven hasta las escalas más pequeñas jamás observadas, y cuentan una historia sobre el ciclo de formación estelar».
Mirando dentro de las espirales
Los astrónomos utilizaron la Cámara del Infrarrojo Cercano de Webb para observar millones de estrellas, que se ven en un azul centelleante, agrupadas en cúmulos y repartidas también por los brazos de las 19 galaxias. Por su parte, el Instrumento del Infrarrojo Medio de Webb se centra en el polvo brillante que rodea a las estrellas, así como en las estrellas rojas en formación envueltas en el gas y el polvo que favorecen el crecimiento estelar.
«Aquí es donde podemos encontrar las estrellas más nuevas y masivas de las galaxias», afirma en un comunicado Erik Rosolowsky, miembro de PHANGS y profesor de Física en la Universidad de Alberta en Edmonton.
Esta imagen muestra observaciones de la galaxia NGC 4254 realizadas por los telescopios Webb (arriba a la izquierda) y Hubble (abajo a la derecha). Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford), PHANGS
Los brazos espirales están prácticamente incandescentes con gas naranja y rojo en las imágenes de Webb. Las imágenes se utilizarán para ayudar a los astrónomos a determinar la distribución del gas y el polvo en las galaxias espirales, así como el modo en que las galaxias alimentan y detienen la formación de estrellas.
«Estas estructuras tienden a seguir el mismo patrón en ciertas partes de las galaxias», explica Rosolowsky. «Pensamos en ellas como si fueran ondas, y su espaciado nos dice mucho sobre cómo distribuye una galaxia su gas y su polvo».
El telescopio Webb también captó grandes huecos esféricos en forma de concha entre el gas y el polvo galácticos que probablemente fueron esculpidos por las explosiones de estrellas.
«Estos agujeros pueden haber sido creados por una o más estrellas que explotaron, esculpiendo agujeros gigantes en el material interestelar», dijo Adam Leroy, miembro de PHANGS y profesor de Astronomía en la Universidad Estatal de Ohio en Columbus, en un comunicado.
La anatomía de una galaxia
Los astrónomos creen que las galaxias se forman de adentro hacia fuera. La formación estelar comienza en el centro de la galaxia antes de extenderse por los brazos en forma de espiral. Esto significa que la distancia de una estrella al corazón de la galaxia es relativa a su edad, de modo que las estrellas más jóvenes se encuentran probablemente más lejos del núcleo galáctico. Las agrupaciones de estrellas azules cerca de los centros de cada galaxia indican estrellas más viejas.
Mientras tanto, algunas galaxias tienen picos de color rojo rosado cerca de sus centros.
«Es una señal clara de que puede haber un agujero negro supermasivo activo», afirma Eva Schinnerer, miembro de PHANGS y científica del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania, en un comunicado. «O bien, los cúmulos estelares hacia el centro son tan brillantes que han saturado esa zona de la imagen».
Según Leroy, lo que más entusiasma a los científicos es estudiar el enorme número de estrellas que revelan las nuevas imágenes de Webb.
«Las estrellas pueden vivir miles de millones o billones de años», dijo Leroy. «Al catalogar con precisión todos los tipos de estrellas, podemos construir una visión más fiable y holística de sus ciclos vitales».