Concepto artísticos de una galaxia con un quasar en su centro. Un quásar es un agujero negro supermasivo muy brillante, distante y activo que tiene de millones a miles de millones de veces la masa del Sol.
Un equipo de astrónomos ha publicado nuevas observaciones de galaxias cercanas que se asemejan a coloridos fuegos artificiales cósmicos. Las imágenes, obtenidas con el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO, por sus siglas en inglés), muestran diferentes componentes de las galaxias con colores distintos, lo que permite a los astrónomos precisar la ubicación de las estrellas jóvenes y el gas que calientan a su alrededor.
Al combinar estas nuevas observaciones con los datos del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en el que participa ESO, el equipo está ayudando a arrojar nueva luz sobre lo que desencadena el gas para formar estrellas.
Los astrónomos saben que las estrellas nacen en nubes de gas, pero lo que desencadena la formación de estrellas, y cómo las galaxias en su conjunto participan en ella, sigue siendo un misterio. Para entender este proceso, un equipo de investigadores ha observado varias galaxias cercanas con potentes telescopios en tierra y en el espacio, escudriñando las diferentes regiones galácticas implicadas en el nacimiento de estrellas.
"Por primera vez estamos resolviendo unidades individuales de formación estelar en una amplia gama de ubicaciones y entornos en una muestra que representa bien los diferentes tipos de galaxias", dice Eric Emsellem, astrónomo de ESO en Alemania y líder de las observaciones basadas en el VLT realizadas como parte del proyecto Physics at High Angular resolution in Nearby GalaxieS (PHANGS).
"Podemos observar directamente el gas que da origen a las estrellas, vemos las propias estrellas jóvenes y somos testigos de su evolución a través de varias fases", añade.
Emsellem, que también está afiliado a la Universidad de Lyon (Francia), y su equipo han publicado ahora su último conjunto de escaneos galácticos, tomados con el instrumento Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) del VLT de ESO en el desierto de Atacama (Chile). Utilizaron MUSE para rastrear las estrellas recién nacidas y el gas caliente que las rodea, que es iluminado y calentado por las estrellas y actúa como una pistola humeante de la formación estelar en curso.
Las nuevas imágenes de MUSE se están combinando ahora con las observaciones de las mismas galaxias realizadas con ALMA y publicadas a principios de este año. ALMA, que también se encuentra en Chile, es especialmente adecuado para cartografiar las nubes de gas frío, las partes de las galaxias que proporcionan la materia prima a partir de la cual se forman las estrellas.
Combinando las imágenes de MUSE y ALMA, los astrónomos pueden examinar las regiones galácticas en las que se está produciendo la formación de estrellas, en comparación con las zonas en las que se espera que se produzca, para entender mejor lo que desencadena, impulsa o retrasa el nacimiento de nuevas estrellas. Las imágenes resultantes son impresionantes y ofrecen una visión espectacularmente colorida de las guarderías estelares de nuestras galaxias vecinas.
"Hay muchos misterios que queremos desvelar --afirma Kathryn Kreckel, de la Universidad de Heidelberg (Alemania) y miembro del equipo de PHANGS--. "¿Nacen las estrellas con más frecuencia en regiones específicas de sus galaxias anfitrionas y, si es así, por qué? Y después de que nacen las estrellas, ¿cómo influye su evolución en la formación de nuevas generaciones de estrellas?".
Los astrónomos podrán ahora responder a estas preguntas gracias a la gran cantidad de datos de MUSE y ALMA que ha obtenido el equipo de PHANGS. MUSE recoge espectros -los "códigos de barras" que los astrónomos escanean para desvelar las propiedades y la naturaleza de los objetos cósmicos- en cada lugar de su campo de visión, proporcionando así una información mucho más rica que los instrumentos tradicionales.
Para el proyecto PHANGS, MUSE observó 30.000 nebulosas de gas caliente y recogió unos 15 millones de espectros de diferentes regiones galácticas. Las observaciones de ALMA, por su parte, permitieron a los astrónomos cartografiar alrededor de 100 000 regiones de gas frío en 90 galaxias cercanas, produciendo un atlas de guarderías estelares en el Universo cercano de una nitidez sin precedentes.
Además de ALMA y MUSE, el proyecto PHANGS también incluye observaciones del telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA. Los distintos observatorios fueron seleccionados para permitir al equipo escanear a nuestros vecinos galácticos en diferentes longitudes de onda (visible, infrarrojo cercano y radio), y cada rango de longitud de onda revela partes distintas de las galaxias observadas.
"Su combinación nos permite explorar las distintas etapas del nacimiento estelar -desde la formación de las guarderías estelares hasta el inicio de la formación estelar propiamente dicha y la destrucción final de las guarderías por parte de las estrellas recién nacidas- con más detalle del que es posible con las observaciones individuales", afirma Francesco Belfiore, miembro del equipo de PHANGS, del INAF-Arcetri en Florencia (Italia).
"Con PHANGS es la primera vez que hemos sido capaces de ensamblar una visión tan completa, tomando imágenes lo suficientemente nítidas como para ver las nubes individuales, las estrellas y las nebulosas que significan las estrellas en formación", asegura.
El trabajo realizado por el proyecto PHANGS será perfeccionado por los próximos telescopios e instrumentos, como el telescopio espacial James Webb de la NASA. Los datos obtenidos de este modo sentarán las bases para las observaciones con el futuro Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de la ESO, que empezará a funcionar a finales de esta década y permitirá una mirada aún más detallada de las estructuras de las guarderías estelares.
"A pesar de lo increíble que es PHANGS, la resolución de los mapas que producimos es sólo suficiente para identificar y separar nubes individuales de formación estelar, pero no lo suficientemente buena como para ver lo que está sucediendo dentro de ellas en detalle", señala Eva Schinnerer, líder de un grupo de investigación en el Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania e investigadora principal del proyecto PHANGS, bajo el cual se realizaron las nuevas observaciones.
"Los nuevos esfuerzos de observación de nuestro equipo y de otros están ampliando los límites en esta dirección, por lo que tenemos décadas de emocionantes descubrimientos por delante", asegura.
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