Una tarántula cósmica, capturada por Webb de la NASA

Érase una vez en el espacio-tiempo, se desarrolló una historia de creación cósmica: miles de estrellas jóvenes nunca antes vistas en una guardería estelar llamada 30 Doradus, capturadas por el Telescopio Espacial James Webb de la NASA. Apodada la Nebulosa de la Tarántula por la apariencia de sus filamentos polvorientos en imágenes de telescopios anteriores, la nebulosa ha sido durante mucho tiempo una de las favoritas de los astrónomos que estudian la formación estelar. Además de estrellas jóvenes, Webb revela galaxias de fondo distantes, así como la estructura detallada y la composición del gas y el polvo de la nebulosa.

 En esta imagen de mosaico que se extiende a lo largo de 340 años luz, la cámara de infrarrojo cercano de Webb (NIRCam) muestra la región de formación de estrellas de la Nebulosa de la Tarántula bajo una nueva luz, incluidas decenas de miles de estrellas jóvenes nunca antes vistas que anteriormente estaban envueltas en un velo cósmico. polvo. La región más activa parece brillar con estrellas jóvenes masivas, de color azul pálido. Dispersas entre ellas hay estrellas aún incrustadas, que parecen rojas, pero que aún no han emergido del polvoriento capullo de la nebulosa. NIRCam es capaz de detectar estas estrellas envueltas en polvo gracias a su resolución sin precedentes en longitudes de onda del infrarrojo cercano. En la parte superior izquierda del cúmulo de estrellas jóvenes y en la parte superior de la cavidad de la nebulosa, una estrella más vieja muestra de manera prominente los ocho picos de difracción distintivos de NIRCam, un artefacto de la estructura del telescopio. Siguiendo el pico central superior de esta estrella hacia arriba, casi apunta a una burbuja distintiva en la nube. Las estrellas jóvenes aún rodeadas de material polvoriento están soplando esta burbuja, comenzando a labrarse su propia cavidad. Los astrónomos utilizaron dos de los espectrógrafos de Webb para observar más de cerca esta región y determinar la composición química de la estrella y el gas que la rodea. Esta información espectral les dirá a los astrónomos sobre la edad de la nebulosa y cuántas generaciones de estrellas ha visto nacer. Más lejos de la región central de las estrellas jóvenes y calientes, el gas más frío adquiere un color óxido, lo que indica a los astrónomos que la nebulosa es rica en hidrocarburos complejos. Este gas denso es el material que formará las futuras estrellas. A medida que los vientos de las estrellas masivas barren el gas y el polvo, una parte se acumulará y, con la ayuda de la gravedad, formará nuevas estrellas. NIRCam fue construido por un equipo de la Universidad de Arizona y el Centro de Tecnología Avanzada de Lockheed Martin. Créditos: IMAGEN: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team

A solo 161 000 años luz de distancia en la galaxia de la Gran Nube de Magallanes, la Nebulosa de la Tarántula es la región de formación estelar más grande y brillante del Grupo Local, las galaxias más cercanas a nuestra Vía Láctea. Es el hogar de las estrellas más calientes y masivas que se conocen. Los astrónomos enfocaron tres de los instrumentos infrarrojos de alta resolución de Webb en la Tarántula. Vista con la cámara de infrarrojo cercano de Webb (NIRCam), la región se asemeja a la casa de una tarántula excavadora, revestida con su seda. La cavidad de la nebulosa centrada en la imagen de NIRCam ha sido ahuecada por la radiación abrasadora de un cúmulo de estrellas jóvenes masivas, que brillan de color azul pálido en la imagen. Solo las áreas circundantes más densas de la nebulosa resisten la erosión de los poderosos vientos estelares de estas estrellas, formando pilares que parecen apuntar hacia el cúmulo. Estos pilares contienen protoestrellas en formación, que eventualmente emergerán de sus capullos polvorientos y tomarán su turno para dar forma a la nebulosa.

El espectrógrafo de infrarrojo cercano de Webb (NIRSpec) captó a una estrella muy joven haciendo precisamente eso. Los astrónomos pensaron anteriormente que esta estrella podría ser un poco más vieja y que ya estaba en el proceso de limpiar una burbuja a su alrededor. Sin embargo, NIRSpec mostró que la estrella apenas comenzaba a emerger de su pilar y aún mantenía una nube aislante de polvo a su alrededor. Sin los espectros de alta resolución de Webb en longitudes de onda infrarrojas, este episodio de formación de estrellas en acción no podría haberse revelado.

En las longitudes de onda de luz más largas capturadas por su Instrumento de infrarrojo medio (MIRI), Webb se enfoca en el área que rodea el cúmulo estelar central y revela una vista muy diferente de la Nebulosa de la Tarántula. En esta luz, las estrellas jóvenes y calientes del cúmulo se desvanecen en su brillo y aparecen gas y polvo resplandecientes. Abundantes hidrocarburos iluminan las superficies de las nubes de polvo, que se muestran en azul y violeta. Gran parte de la nebulosa adquiere una apariencia más fantasmal y difusa porque la luz del infrarrojo medio puede mostrar más de lo que sucede en el interior de las nubes. Las protoestrellas aún incrustadas aparecen dentro de sus polvorientos capullos, incluido un grupo brillante en el borde superior de la imagen, a la izquierda del centro. Otras áreas aparecen oscuras, como en la esquina inferior derecha de la imagen. Esto indica las áreas más densas de polvo en la nebulosa, que incluso las longitudes de onda del infrarrojo medio no pueden penetrar. Estos podrían ser los sitios de formación estelar futura o actual. MIRI fue aportado por la ESA y la NASA, con el instrumento diseñado y construido por un consorcio de Institutos Europeos financiados a nivel nacional (El Consorcio Europeo MIRI) en asociación con JPL y la Universidad de Arizona. Créditos:IMAGEN: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team

La región adquiere una apariencia diferente cuando se ve en las longitudes de onda infrarrojas más largas detectadas por el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) de Webb. Las estrellas calientes se desvanecen y el gas y el polvo más fríos brillan. Dentro de las nubes de vivero estelar, los puntos de luz indican protoestrellas incrustadas, que aún están ganando masa. Mientras que las longitudes de onda de luz más cortas son absorbidas o dispersadas por los granos de polvo en la nebulosa y, por lo tanto, nunca llegan a Webb para ser detectadas, las longitudes de onda del infrarrojo medio más largas penetran ese polvo, revelando finalmente un entorno cósmico nunca antes visto.

Una de las razones por las que la Nebulosa de la Tarántula es interesante para los astrónomos es que la nebulosa tiene un tipo de composición química similar a las gigantescas regiones de formación de estrellas observadas en el "mediodía cósmico" del universo, cuando el cosmos tenía solo unos pocos miles de millones de años y la estrella La formación estaba en su apogeo. Las regiones de formación de estrellas en nuestra galaxia, la Vía Láctea, no están produciendo estrellas al mismo ritmo vertiginoso que la Nebulosa de la Tarántula, y tienen una composición química diferente. Esto hace que la Tarántula sea el ejemplo más cercano (es decir, el más fácil de ver en detalle) de lo que estaba sucediendo en el universo cuando alcanzó su brillante mediodía. Webb brindará a los astrónomos la oportunidad de comparar y contrastar las observaciones de formación de estrellas en la Nebulosa de la Tarántula con las observaciones profundas del telescopio de galaxias distantes de la era real del mediodía cósmico.

A pesar de los miles de años de observación de estrellas de la humanidad, el proceso de formación de estrellas aún alberga muchos misterios, muchos de ellos debido a nuestra incapacidad anterior para obtener imágenes nítidas de lo que sucedía detrás de las espesas nubes de guarderías estelares. Webb ya ha comenzado a revelar un universo nunca antes visto, y solo está comenzando a reescribir la historia de la creación estelar.

El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio de ciencia espacial del mundo. Webb resolverá misterios en nuestro sistema solar, mirará más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y explorará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.

Créditos:  NASA, ESA, CSA, STScI

Contacto con los medios

Leah Ramsay

Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, Baltimore, Maryland

cristina pulliam

Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, Baltimore, Maryland

• Publicado en WebbTelescoperorg el 6 de septiembre del 2022, enlace publicación.