Los científicos que han analizado en profundidad una de las primeras icónicas imágenes del Webb descubrieron docenas de chorros energéticos y emisiones de estrellas jóvenes previamente ocultas por nubes de polvo. El descubrimiento marca el comienzo de una nueva era de investigación sobre cómo se forman estrellas como nuestro Sol y cómo la radiación de las estrellas masivas cercanas podría afectar al desarrollo de los planetas.
Los Acantilados Cósmicos, una región en el borde de una gigantesca cavidad gaseosa dentro del cúmulo estelar NGC 3324, ha intrigado durante mucho tiempo a los astrónomos, considerándolo un semillero para la formación estelar. Si bien el Telescopio Espacial Hubble los estudió bien, muchos detalles de la formación estelar en NGC 3324 permanecen ocultos en las longitudes de onda de la luz visible. El Webb está perfectamente preparado para descubrir estos detalles tan buscados, ya que está diseñado para detectar chorros y flujos de salida que se pueden percibir solo en el infrarrojo a alta resolución. Las capacidades del Webb también permiten a los investigadores rastrear el movimiento de otras características capturadas previamente por Hubble.
Recientemente, mediante el análisis de datos de una longitud de onda específica de luz infrarroja (4,7 micrones), los astrónomos descubrieron dos docenas de flujos de emisión previamente desconocidos de estrellas extremadamente jóvenes, revelados por hidrógeno molecular. Las observaciones del Webb descubrieron una serie de objetos que van desde pequeñas fuentes hasta gigantes burbujeantes que se extienden a años luz de las estrellas en formación. Muchas de estas protoestrellas están preparadas para convertirse en estrellas de baja masa, como nuestro Sol.
“Lo que nos da el Webb es una instantánea en el tiempo para ver cuánta formación de estrellas está ocurriendo en lo que puede ser un rincón típico del universo que no hemos podido ver antes”, dijo la astrónoma Megan Reiter de la Universidad Rice, en Houston (Texas) quien dirigió el estudio.
El hidrógeno molecular es un ingrediente vital para crear nuevas estrellas y un excelente marcador de las primeras etapas de su formación. A medida que las estrellas jóvenes acumulan material del gas y el polvo que las rodean, la mayoría también expulsa una fracción de ese material desde sus regiones polares en chorros y flujos de salida. Estos chorros luego actúan como un quitanieves, arrasando el entorno circundante. En las observaciones de Webb está visible el hidrógeno molecular que es arrastrado y excitado por estos chorros.
“Los chorros como estos son indicadores de la parte más emocionante del proceso de formación estelar. Solo los vemos durante un breve período de tiempo cuando la protoestrella acreta activamente”, explicó el coautor Nathan Smith de la Universidad de Arizona en Tucson.
Los estudios anteriores de chorros y flujos de salida observaron principalmente regiones cercanas y objetos más evolucionados que ya son detectables en las longitudes de onda visible percibidas por el Hubble. La sensibilidad incomparable del Webb permite observaciones de regiones más distantes, mientras que su optimización de infrarrojos investiga las etapas más jóvenes del polvo. Unido, esto proporciona a los astrónomos una vista sin precedentes de entornos que se asemejan al lugar de nacimiento de nuestro sistema solar.
“Abre la puerta a lo que será posible en términos de observar estas poblaciones de estrellas recién nacidas en entornos bastante típicos del universo, que han sido invisibles hasta la llegada del Telescopio Espacial James Webb”, añadió Reiter. “Ahora sabemos dónde mirar a continuación para explorar las variables que son importantes para la formación de estrellas similares al Sol”.
Este período de formación estelar muy temprana es especialmente difícil de capturar porque, para cada estrella individual, es un evento relativamente fugaz: dura solo de unos pocos miles a 10.000 años en un proceso de formación estelar de varios millones de años.
“En la imagen publicada por primera vez en julio, se ven indicios de esta actividad, pero estos chorros solo son visibles cuando se embarca en esa inmersión profunda: diseccionando datos de cada uno de los diferentes filtros y analizando cada área por separado”, compartió Jon Morse, miembro del equipo del Instituto de Tecnología de California, en Pasadena. “Es como encontrar un tesoro enterrado”.
Al analizar las nuevas observaciones del Webb, los astrónomos también obtienen información sobre cuán activas son estas regiones de formación de estrellas, incluso en un período de tiempo relativamente corto. Al comparar la posición de los flujos de salida previamente conocidos en esta región captados por el Webb, con los datos de archivo del Hubble de hace 16 años, los científicos pudieron rastrear la velocidad y la dirección en la que se mueven los chorros.
Este estudio se llevó a cabo en observaciones recopiladas como parte del Early Release Observations Program del Webb. El artículo se publicó en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, este diciembre de 2022.
El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio de ciencia espacial del mundo. El Webb resolverá misterios en nuestro sistema solar, observará exoplanetas y explorará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. El Webb es un programa internacional dirigido por la NASA con sus socios, ESA (Agencia Espacial Europea) y CSA (Agencia Espacial Canadiense).
Edición: R. Castro.