El proyecto PHANGS del ESO revela fuegos artificiales galácticos

Al combinar miles de imágenes de MUSE y ALMA, los astrónomos del PHANGS pueden examinar con detalle las regiones galácticas donde se forman las estrellas.

19 julio 2021 | Fuente: VLT/ESO

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 del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO), muestran diferentes componentes de las galaxias en distintos colores, lo que permite a los astrónomos identificar la ubicación de las estrellas jóvenes y el gas que se calientan a su alrededor. Al combinar estas nuevas observaciones con datos del Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), el equipo está ayudando a arrojar nueva luz sobre cómo el gas puede formar las estrellas.

Los astrónomos saben que las estrellas nacen en nubes de gas, pero sigue siendo un misterio qué desencadena la formación de estrellas y cómo intervienen las galaxias en su conjunto. Para comprender este proceso, un equipo de investigadores ha observado varias galaxias cercanas con potentes telescopios en el suelo y en el espacio, escaneando las diferentes regiones galácticas involucradas en los nacimientos estelares.

Formación de Estrellas y galaxiasLa galaxia NGC 1300 como se ve con MUSE en el VLT de ESO en varias longitudes de onda de luz/ Crédito: ESO / PHANGS

“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”, explica en un comunicado 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). “ Observamos directamente el gas que da a luz a las estrellas, vemos las estrellas jóvenes y somos testigos de su evolución a través de varias fases", añade.

Emsellem, quien también está afiliado a la Universidad de Lyon, en Francia, y su equipo han mostrado su último conjunto de exploraciones galácticas, tomadas con el instrumento Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) en el VLT de ESO en el desierto de Atacama en Chile. Utilizaron MUSE para rastrear las estrellas recién nacidas y el gas cálido 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 ahora se están combinando con observaciones de las mismas galaxias tomadas con ALMA y publicadas a principios de este año. ALMA, que también se encuentra en Chile, es especialmente adecuada 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.

Al combinar imágenes de MUSE y ALMA, los astrónomos pueden examinar las regiones galácticas donde se está produciendo la formación de estrellas, en comparación con donde se espera que ocurra, para comprender mejor qué desencadena, impulsa o detiene el nacimiento de nuevas estrellas. Las imágenes resultantes son impresionantes y ofrecen una visión espectacularmente colorida de los viveros estelares en nuestras galaxias vecinas.

Formación de Estrellas y galaxiasCinco galaxias vistas con MUSE en el VLT de ESO en varias longitudes de onda de luz /Crédito: ESO / PHANGS

“Hay muchos misterios que queremos desentrañar ”, asegura Kathryn Kreckel de la Universidad de Heidelberg en Alemania y miembro del equipo PHANGS. “¿Las estrellas nacen con más frecuencia en regiones específicas de sus galaxias anfitrionas? Y, de ser así, ¿por qué? Y después del nacimiento de las estrellas, ¿cómo influye su evolución en la formación de nuevas generaciones de estrellas? "

Los astrónomos ahora podrán responder a estas preguntas gracias a la gran cantidad de datos de MUSE y ALMA que ha obtenido el equipo de PHANGS. MUSE recopila espectros, los "códigos de barras" que los astrónomos escanean para revelar las propiedades y la naturaleza de los objetos cósmicos, en cada lugar dentro de su campo de visión, proporcionando así información mucho más rica que los instrumentos tradicionales. Para el proyecto PHANGS, MUSE observó 30 000 nebulosas de gas caliente y recogió alrededor de 15 millones de espectros de diferentes regiones galácticas. Las observaciones de ALMA, por otro lado, permitieron a los astrónomos mapear alrededor de 100 000 regiones de gas frío en 90 galaxias cercanas, produciendo un atlas de viveros estelares sin precedentes en el Universo cercano.

Además de ALMA y MUSE, el proyecto PHANGS también incluye observaciones del Telescopio Espacial Hubble de NASA / ESA. Los diversos 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 distintas partes de las galaxias observadas. 

“Su combinación nos permite sondear las diversas etapas del nacimiento estelar, desde la formación de los viveros estelares hasta el inicio de la formación estelar y la destrucción final de los viveros por las estrellas recién nacidas, con más detalle de lo que es posible con observaciones individuales.”, afirma el miembro del equipo PHANGS Francesco Belfiore de INAF-Arcetri en Florencia, Italia. "Gracias a PHANGS  hemos podido lograr por primera vez una vista completa, tomando imágenes lo suficientemente nítidas como para ver las nubes, estrellas y nebulosas individuales que suponen las estrellas formándose "

Formación de Estrellas y galaxiasEsta imagen de la galaxia cercana NGC 4303 se obtuvo combinando observaciones tomadas con el Explorador espectroscópico de unidades múltiples (MUSE) en el Very Large Telescope (VLT) de ESO y con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA),/ Crédito: ESO / PHANGS

El trabajo realizado por el proyecto PHANGS se perfeccionará aún más con los próximos telescopios e instrumentos, como el telescopio espacial James Webb de la NASA. Los datos obtenidos de esta manera sentarán las bases para las observaciones con el futuro Extremely Large Telescope (ELT) de ESO, que comenzará a operar a finales de esta década y permitirá una mirada aún más detallada a las estructuras de los viveros estelares.

" Por sorprendente que sea PHANGS, la resolución de los mapas que producimos es suficiente para identificar y separar las nubes de formación estelar individuales, 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 llevaron a cabo las nuevas observaciones. 

“Los nuevos esfuerzos de observación de éste y otros equipos están empujando los límites en esta dirección, por lo que tenemos décadas de descubrimientos emocionantes por delante ", concluye.

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