Webb captura gimnasia estelar en la galaxia Cartwheel

El Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha observado el caos de la Galaxia Cartwheel, revelando nuevos detalles sobre la formación de estrellas y el agujero negro central de la galaxia. La poderosa mirada infrarroja de Webb produjo esta imagen detallada de Cartwheel y dos galaxias compañeras más pequeñas en un contexto de muchas otras galaxias. Esta imagen proporciona una nueva vista de cómo ha cambiado la galaxia Cartwheel durante miles de millones de años.

Esta imagen de Cartwheel y sus galaxias compañeras es una composición de la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) y el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) de Webb, que revela detalles que son difíciles de ver solo en las imágenes individuales. Esta galaxia se formó como resultado de una colisión de alta velocidad que ocurrió hace unos 400 millones de años. El Cartwheel se compone de dos anillos, un anillo interior brillante y un anillo exterior colorido. Ambos anillos se expanden hacia afuera desde el centro de la colisión como ondas de choque. Sin embargo, a pesar del impacto, gran parte del carácter de la gran galaxia espiral que existía antes de la colisión permanece, incluidos sus brazos giratorios. Esto lleva a los "rayos" que inspiraron el nombre de Cartwheel Galaxy, que son las rayas rojas brillantes que se ven entre los anillos interior y exterior. Estos tonos rojos brillantes, que se encuentran no solo en toda la rueda de carro, sino también en la galaxia espiral compañera en la parte superior izquierda, son causados ​​por un polvo rico en hidrocarburos que brilla intensamente. En esta imagen compuesta de infrarrojo cercano y medio, los datos MIRI están coloreados en rojo, mientras que los datos NIRCam están coloreados en azul, naranja y amarillo. En medio de los remolinos rojos de polvo, hay muchos puntos azules individuales, que representan estrellas individuales o focos de formación estelar. NIRCam también define la diferencia entre las poblaciones de estrellas más viejas y el polvo denso en el núcleo y las poblaciones de estrellas más jóvenes fuera de él. Las observaciones de Webb capturan la rueda de carro en una etapa muy transitoria. La forma que eventualmente tomará Cartwheel Galaxy, dadas estas dos fuerzas en competencia, sigue siendo un misterio. Sin embargo, esta instantánea brinda una perspectiva de lo que le sucedió a la galaxia en el pasado y lo que hará en el futuro. NIRCam fue construido por un equipo de la Universidad de Arizona y el Centro de Tecnología Avanzada de Lockheed Martin. 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 galaxia Cartwheel, ubicada a unos 500 millones de años luz de distancia en la constelación de Sculptor (el Escultor), es un espectáculo raro. Su apariencia, muy parecida a la de la rueda de un carro, es el resultado de un evento intenso: una colisión a alta velocidad entre una gran galaxia espiral y una galaxia más pequeña que no se ve en esta imagen. Las colisiones de proporciones galácticas provocan una cascada de eventos diferentes y más pequeños entre las galaxias involucradas; Cartwheel no es una excepción.

La colisión afectó más notablemente a la forma y estructura de la galaxia. Cartwheel, luce dos anillos: un anillo interior brillante y un anillo colorido circundante. Estos dos anillos se expanden hacia afuera desde el centro de la colisión, como las ondas en un estanque después de arrojar una piedra. Debido a estas características distintivas, los astrónomos la llaman "galaxia anular", una estructura menos común que las galaxias espirales como nuestra Vía Láctea.

El núcleo brillante contiene una enorme cantidad de polvo caliente y las áreas más brillantes son el hogar de gigantescos cúmulos de estrellas jóvenes. Por otro lado, el anillo exterior, que se ha expandido durante unos 440 millones de años, está dominado por la formación estelar y las supernovas. A medida que este anillo se expande, choca contra el gas circundante y desencadena la formación de estrellas.

Otros telescopios, incluido el Telescopio Espacial Hubble, han examinado previamente Cartwheel. Pero la espectacular galaxia ha estado envuelta en misterio, quizás literalmente, dada la cantidad de polvo que oscurece la vista. Webb, con su capacidad para detectar luz infrarroja, ahora descubre nuevos conocimientos sobre la naturaleza de Cartwheel.

La cámara de infrarrojo cercano (NIRCam), el generador de imágenes principal de Webb, mira en el rango de infrarrojo cercano de 0,6 a 5 micrones, y ve longitudes de onda de luz cruciales que pueden revelar incluso más estrellas que las observadas en luz visible. Esto se debe a que las estrellas jóvenes, muchas de las cuales se están formando en el anillo exterior, están menos oscurecidas por la presencia de polvo cuando se observan en luz infrarroja. En esta imagen, los datos de NIRCam están coloreados en azul, naranja y amarillo. La galaxia muestra muchos puntos azules individuales, que son estrellas individuales o focos de formación estelar. NIRCam también revela la diferencia entre la distribución suave o la forma de las poblaciones de estrellas más viejas y el polvo denso en el núcleo en comparación con las formas grumosas asociadas con las poblaciones de estrellas más jóvenes fuera de él.

Esta es una imagen de la Galaxia Cartwheel tomada con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA (Agencia Espacial Europea). El objeto se detectó por primera vez en imágenes de campo amplio del telescopio Schmidt del Reino Unido y luego se estudió en detalle con el telescopio anglo-australiano. Situada a unos 500 millones de años luz de distancia en la constelación de Sculptor, la forma de rueda de carro de esta galaxia es el resultado de una violenta colisión galáctica. Una galaxia más pequeña pasó a través de una gran galaxia de disco y produjo ondas de choque que arrastraron gas y polvo, muy parecidas a las ondas que se producen cuando se arroja una piedra a un lago, y provocaron regiones de intensa formación estelar (de color azul). El anillo más externo de la galaxia, que tiene 1,5 veces el tamaño de nuestra Vía Láctea, marca el borde de ataque de la onda de choque. Este objeto es uno de los ejemplos más dramáticos de la pequeña clase de galaxias anulares. Esta imagen se basa en datos anteriores del Hubble de Cartwheel Galaxy que se reprocesaron en 2010, lo que muestra más detalles en la imagen que los vistos antes. Crédito de la imagen: ESA/Hubble y NASA. Texto de crédito: ESA

Sin embargo, aprender detalles más finos sobre el polvo que habita en la galaxia requiere el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) de Webb. Los datos MIRI están coloreados en rojo en esta imagen compuesta. Revela regiones dentro de Cartwheel Galaxy ricas en hidrocarburos y otros compuestos químicos, así como polvo de silicato, como gran parte del polvo en la Tierra. Estas regiones forman una serie de radios en espiral que esencialmente forman el esqueleto de la galaxia. Estos radios son evidentes en observaciones anteriores del Hubble publicadas en 2018, pero se vuelven mucho más prominentes en esta imagen de Webb.

Las observaciones de Webb subrayan que Cartwheel se encuentra en una etapa muy transitoria. La galaxia, que presumiblemente era una galaxia espiral normal como la Vía Láctea antes de su colisión, continuará transformándose. Si bien Webb nos brinda una instantánea del estado actual de Cartwheel, también brinda información sobre lo que le sucedió a esta galaxia en el pasado y cómo evolucionará en el futuro.

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:

Mateo Marrón

Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, Baltimore, Maryland

Cristina Pulliam

Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, Baltimore, Maryland

• Publicado en NASA/Webb el 2 de agosto del 2022, enlace publicación.