El telescopio James Webb revela cómo las estrellas jóvenes esculpen sus galaxias: un mapa de 18.000 regiones de formación estelar

El gas ionizado es más brillante en las capas de las burbujas en expansión y coincide con las asociaciones estelares más jóvenes (de aproximadamente 1 millón de años) y más masivas (del orden de 105 masas solares) . Esta correlación directa es una prueba contundente de que estas estrellas jóvenes y masivas son los motores que impulsan la expansión.

Dos Galaxias, Dos Realidades: El Entorno Importa

Que las regiones de formación estelar continúen creciendo o se estanquen depende en gran medida del entorno que las rodea . En galaxias espirales normales, como la Vía Láctea, el proceso de retroalimentación es relativamente ordenado. Pero en sistemas más extremos, las condiciones cambian drásticamente.

El estudio pone el foco en el caso extremo de NGC 3256, una galaxia con brotes estelares ubicada a unos 100 millones de años luz de la Tierra, en la constelación de Vela. NGC 3256 es el resultado de una colisión entre dos galaxias y fue estudiada a través del proyecto GOALS (Great Observatories All-Sky LIRG Survey) . En esta galaxia, las presiones de retroalimentación son aproximadamente 100 veces más fuertes que en galaxias espirales como la Vía Láctea .

Esta presión extrema crea un entorno mucho más turbulento e impredecible, donde el gas no se asienta en un disco plano y ordenado . Los cúmulos de estrellas masivas jóvenes en las regiones más densas están confinados por esta intensa presión, pero la mayoría de ellos siguen siendo lo suficientemente poderosos como para continuar expandiéndose .

El gas molecular en NGC 3256 es extremo en todos los sentidos: sus nubes moleculares gigantes muestran dispersiones de velocidad de 23 km/s, densidades superficiales de masa de 470 masas solares por pársec cuadrado y presiones turbulentas internas un orden de magnitud superiores a las de las galaxias espirales normales .

Ocultos a Plena Vista: Cúmulos Estelares Envueltos en Polvo

Un estudio complementario liderado por Sajia Shahrin Neha utilizó los instrumentos NIRCam y MIRI del JWST, que captan imágenes en longitudes de onda de 2 a 21 micrómetros, para estudiar fuentes compactas y polvorientas en galaxias cercanas . El estudio reveló cúmulos de estrellas masivas jóvenes (YMCs) que estaban completamente sepultados en polvo cósmico y que eran invisibles para los estudios ópticos anteriores .

Estos cúmulos envueltos en polvo representan las fases más tempranas de la formación de cúmulos, una etapa que la capacidad infrarroja del JWST es capaz de detectar de manera única . Solo en NGC 3256, el JWST identificó 116 de estos cúmulos masivos y oscurecidos, lo que aumenta la muestra conocida de este tipo de cúmulos en un orden de magnitud en comparación con estudios anteriores realizados con el Hubble . Los datos sugieren que estos cúmulos emergentes tardan menos de 3 a 4 millones de años en disipar el polvo que los rodea .

Implicaciones Más Amplias: Un Nuevo Estándar para los Modelos de Evolución Galáctica

El equipo de investigación concluyó que estas mediciones proporcionan condiciones físicas que 'no se habían podido estudiar antes' y ofrecen un punto de referencia esencial para mejorar los modelos de cómo evolucionan las galaxias en diferentes entornos .

Los hallazgos ayudan a explicar cómo las estrellas jóvenes influyen en sus galaxias anfitrionas mucho antes de que ocurran eventos dramáticos como las explosiones de supernovas. Asimismo, demuestran que los modelos de retroalimentación estelar deben tener en cuenta el contexto ambiental, desde espirales tranquilas hasta fusiones violentas . Combinado con el descubrimiento de cúmulos enterrados, este trabajo ofrece a los astrónomos un censo más completo de la formación estelar, llenando el vacío de las fases más tempranas y oscurecidas por el polvo que antes eran invisibles.

¿Qué Sigue?

El estudio PHANGS-JWST Treasury Survey continúa recolectando datos con planes de producir un inventario completo de la formación estelar, mediciones precisas de la masa y edad de los cúmulos estelares, y mapas detallados de cómo la retroalimentación estelar altera el medio interestelar en una amplia gama de entornos galácticos .