gov-civil-vilareal.pt¿Cómo nacen las estrellas? Absolutamente magníficamente. Ver por ti mismo.
>¿Cómo nacen las estrellas?
Después de milenios de preguntas, los astrónomos ahora pueden responder esa pregunta, al menos en gran medida. Enormes nubes de gas y polvo en el espacio colapsan, y se forman grupos de material más denso que luego colapsan más rápidamente, su propia gravedad comprimiéndolos hasta que pueden encender la fusión nuclear en sus núcleos.
Ha nacido una estrella.
Pero todavía hay un lote de preguntas para responder aquí, montones de detalles para completar. Y no solo detalles, sino también preguntas generales. Literalmente.
Así que 90 astrónomos de 30 instituciones de todo el mundo formaron un equipo para observar galaxias cercanas usando algunos de los mejores telescopios del planeta . Estas galaxias están lo suficientemente cerca de nosotros como para que podamos ver regiones individuales de formación de estrellas dentro de ellas, pero también lo suficientemente lejos como para que podamos ver toda la galaxia al mismo tiempo, obteniendo una visión general de este proceso.
Un proceso que no solo es complejo, sino también incomparablemente bello.
NGC 4303, una galaxia espiral frontal a unos 53 millones de años luz de la Tierra, vista en luz visible (azul) y longitudes de onda milimétricas (naranja) que muestra regiones activas de formación estelar. Crédito: ESO / ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / PHANGS
El proyecto se llama PHANGS , por Física en alta resolución angular en galaxias cercanas . Literalmente, tratando de comprender la física del nacimiento de estrellas en galaxias cercanas en detalle, escudriñando profundamente en ellas con una visión muy aguda.
La escala de este proyecto es inmensa . Están mirando casi un centenar de galaxias, trazando un mapa cien mil nebulosas formadoras de estrellas individuales. Es increíble.
Hay dos telescopios que juegan un papel importante aquí. Uno es ALMA , el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array, una colección de decenas de platos en Chile. Estos miran la luz con una longitud de onda de alrededor de un milímetro (mucho más larga que la luz visible, del tipo que vemos), que es emitida por gas frío. Por ejemplo, el monóxido de carbono se emite solo en esta longitud de onda y se encuentra comúnmente en densas nubes de gas donde la formación de estrellas es inminente o en curso.
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NGC 1300, una galaxia a unos 61 millones de años luz de distancia, muestra la formación de estrellas (naranja) en un pequeño anillo alrededor del núcleo y en los brazos espirales, pero no en la barra, la larga región en forma de rombo alrededor de su centro. Crédito: ESO / PHANGS
El otro es el telescopio muy grande , un conjunto de cuatro gigantes de 8,2 metros también en Chile. La cámara utilizada se llama MUSE, por Explorador espectroscópico de unidades múltiples . Se necesitan espectros dividiendo la luz entrante en miles de colores individuales , que se puede analizar para determinar una gran cantidad de información sobre un objeto: su composición elemental (como hidrógeno, oxígeno, azufre, etc.), abundancia elemental, temperatura, densidad y mucho más.
Combinar ALMA y VLT / MUSE permite a los astrónomos investigar el nacimiento de estrellas con más detalle y en escalas más grandes que nunca antes.
Cinco galaxias espirales cercanas (en el sentido de las agujas del reloj desde la parte superior izquierda: NGC 1300, NGC 1087, NGC 3627, NGC 4254 y NGC 4303) observadas por el proyecto PHANGS para observar la formación de estrellas. Las áreas doradas son donde las estrellas nacen activamente. Crédito: ESO / PHANGS
La belleza de estas imágenes es asombrosa. Galaxias espirales - discos planos esencialmente enormes con patrones en espiral en ellos - tienden a formar muchas estrellas, por lo que los astrónomos las apuntaron. Además, eligieron los que estaban más o menos cara a cara, de modo que se minimiza el mirar a través del disco; de esta manera, las nubes de gas se ven fácilmente y pueden examinarse a alta resolución sin interferencias. Esta es básicamente una lista de verificación para crear imágenes intensamente hermosas.
La ciencia que buscan es profunda. Entendemos mucho sobre cómo se forman las estrellas, pero todavía no entendemos cosas como cómo se inicia el proceso en primer lugar; ¿Qué provoca exactamente el colapso de una nube de gas frío? ¿Choca con otra nube, un aplastamiento cósmico que aplasta a ambos de una manera que caen sobre sí mismos y comienzan a formar estrellas? ¿Cuáles son los pasos intermedios? ¿Son iguales en todas partes de una galaxia?
¿Las estrellas prefieren nacer cerca de los centros de las galaxias o más lejos? ¿En algún lugar entremedio? ¿Se forman más fácilmente en la curva interior de un brazo en espiral o en el exterior? ¿Importa el tamaño de la nube de gas? ¿Algunas nebulosas producen estrellas más masivas fácilmente, estrellas destinadas a explotar como supernovas? Tenemos algunas respuestas generales a estas preguntas, pero queremos detalles .
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NGC 4254 es una galaxia espiral a 50 millones de años luz de la Tierra. Está experimentando una tasa elevada de formación de estrellas, que se ve en esta imagen como las regiones (naranja) observadas por ALMA en longitudes de onda milimétricas que muestran gas frío. Crédito: ESO / ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / PHANGS
Y hablando de eso, las estrellas afectan su lugar de nacimiento profundamente después de que nacen. Expulsan vientos rápidos de partículas subatómicas y luz ultravioleta intensa que devoran el gas y el polvo a su alrededor, tallando enormes cavidades y afectando la forma en que nacen otras estrellas. También eventualmente explotan, y puedes apostar que eso afecta las cosas. Una supernova es un evento aterrador, liberando tanta energía en unas pocas semanas como lo hará el Sol durante su vida .
Las respuestas a estas preguntas solo se pueden encontrar observando lo que está sucediendo a pequeña y gran escala en estas galaxias, que es para lo que está diseñado PHANGS. Hubo una publicación anticipada de los resultados de ALMA en 2019, y luego una más completa a principios de este año. Esta nueva versión incluye los datos de MUSE, que son enormes: 15 millones de espectros de 30.000 nebulosas, un tesoro de datos astronómicos que se extraerán durante muchos años en pos de este conocimiento.
No solo eso, sino que muchas de estas galaxias han sido o serán mapeadas por el Telescopio Espacial Hubble, que proporciona una resolución aún mayor, y el proyecto continuará con el Telescopio Espacial James Webb, que debería lanzarse dentro de un año. Obtendrá imágenes y espectros de estas galaxias de muy alta resolución en infrarrojo, lo que agregará otra parte del espectro electromagnético a los datos.
Me encanta esto. Soy un gran admirador de los estudios astronómicos ambiciosos y amplios que se llevan a cabo con un propósito específico, pero que también brindan a la comunidad una amplia y profunda base de datos de observaciones que se puede utilizar para una amplia gama de otros proyectos, muchos de los cuales no existen. ni siquiera ha sido soñado. Pero cuando un joven astrónomo piensa en algo interesante para investigar, esos datos estarán esperando.
Y no puedo evitarlo: me encanta cuando la ciencia y el arte caminan de la mano de esta manera. Los científicos somos humanos, y nos quedamos boquiabiertos y asombrados por la belleza que vemos en los cielos. Observaciones como estas ampliarán nuestro conocimiento del Universo que nos rodea, ayudándonos a responder grandes preguntas, como, ¿Cómo llegamos aquí?
Y también son realmente hermosos y maravillosos.
Hay belleza en la ciencia, como hay ciencia en el arte. Son dos caras de una misma moneda.
Mis palabras, superpuestas a la asombrosa astrofotografía de Rogelio Bernal Andreo. Crédito: Rogelio Bernal Andreo / Phil Plait
