Un vívido retrato de galaxias en interacción marca el segundo aniversario del Webb

Un dúo de galaxias en interacción, conocido como Arp 142, conmemora el segundo aniversario científico del telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA. Su interacción en curso se puso en marcha hace entre 25 y 75 millones de años, cuando el Pingüino (catalogado individualmente como NGC 2936) y el Huevo (NGC 2937) completaron su primer paso. Continuarán balanceándose y temblando, completando varios bucles adicionales antes de fusionarse en una sola galaxia dentro de cientos de millones de años.

La galaxia espiral distorsionada del centro, el Pingüino, y la galaxia elíptica compacta de la izquierda, el Huevo, están entrelazadas en un abrazo activo. Una nueva imagen en el infrarrojo cercano y medio del telescopio espacial James Webb, tomada para conmemorar su segundo año de actividad científica, muestra que su interacción está marcada por un débil resplandor azul en forma de U invertida. El par, conocido conjuntamente como Arp 142, realizó su primer paso entre 25 y 75 millones de años atrás, provocando "fuegos artificiales" o formación de nuevas estrellas en el Penguin. En los casos más extremos, las fusiones pueden hacer que las galaxias formen miles de nuevas estrellas por año durante unos pocos millones de años. En el caso del Penguin, las investigaciones han demostrado que se han formado entre 100 y 200 estrellas por año. En comparación, nuestra galaxia, la Vía Láctea (que no está interactuando con una galaxia del mismo tamaño) forma aproximadamente entre seis y siete nuevas estrellas por año. Este movimiento gravitacional también modificó la apariencia del Pingüino. Sus brazos espirales se desenrollaron y el gas y el polvo fueron atraídos en una serie de direcciones, como si estuviera soltando confeti. Es raro que las estrellas individuales colisionen cuando las galaxias interactúan (el espacio es vasto), pero la mezcla de galaxias altera las órbitas de sus estrellas. En la actualidad, el centro galáctico del Pingüino parece un ojo dentro de una cabeza, y la galaxia tiene prominentes estelas estelares que toman la forma de un pico, una columna vertebral y una cola desplegada. Una tenue pero prominente franja de polvo se extiende desde el pico hasta la cola. A pesar de que el Pingüino parece mucho más grande que el Huevo, estas galaxias tienen aproximadamente la misma masa. Esta es una de las razones por las que el Huevo, que parece más pequeño, aún no se ha fusionado con el Pingüino. (Si uno fuera menos masivo, podría haberse fusionado antes). El Huevo ovalado está lleno de estrellas viejas y poco gas y polvo, por lo que no emite "streamers" o colas de marea propias y, en cambio, ha mantenido una forma ovalada compacta. Si se observa de cerca, el Huevo tiene cuatro picos de difracción prominentes: las estrellas de la galaxia están tan concentradas que brilla. Ahora, busque la galaxia brillante de canto en la parte superior derecha. Puede parecer una sorpresa, pero no está cerca. Catalogada como PGC 1237172, se encuentra a 100 millones de años luz más cerca de la Tierra. Es relativamente joven y no está llena de polvo, por lo que prácticamente desaparece en la vista infrarroja media del telescopio Webb. El fondo de esta imagen está repleto de galaxias mucho más distantes, lo que da testimonio de la sensibilidad y la resolución de las cámaras infrarrojas del Webb. Arp 142 se encuentra a 326 millones de años luz de la Tierra en la constelación de Hidra. [ Descripción de la imagen : Dos galaxias en interacción conocidas como Arp 142. A la izquierda está NGC 2937, apodada el Huevo por su apariencia. A la derecha está NGC 2936, apodada el Pingüino por su apariencia. La región en forma de pico de esta última apunta hacia y por encima del Huevo.] Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI

El telescopio espacial James Webb realiza observaciones constantes, que incluyen imágenes y datos muy detallados, conocidos como espectros . Sus operaciones han dado lugar a un "desfile" de descubrimientos por parte de astrónomos de todo el mundo. Nunca ha parecido más posible explorar todas las facetas del universo.

La especialización del telescopio en captar luz infrarroja (que va más allá de lo que nuestros propios ojos pueden detectar) muestra que estas galaxias, conocidas colectivamente como Arp 142, están atrapadas en una lenta danza cósmica. Las observaciones del Webb (que combinan luz de infrarrojo cercano y medio de la NIRCam [Cámara de infrarrojo cercano] y el MIRI [Instrumento de infrarrojo medio] del Webb, respectivamente) muestran claramente que están unidas por una neblina azul que es una mezcla de estrellas y gas, resultado de su mezcla.

Vamos a bailar

Antes de su primer acercamiento, el Pingüino tenía forma de espiral. Hoy, su centro galáctico brilla como un ojo, y sus brazos desenrollados forman ahora un pico, una cabeza, una columna vertebral y una cola desplegada.

Como todas las galaxias espirales, la Penguin sigue siendo muy rica en gas y polvo. La "danza" de las galaxias atrajo gravitacionalmente las áreas más delgadas de gas y polvo de la Penguin, lo que provocó que chocaran en oleadas y formaran estrellas. Busque esas áreas en dos lugares: lo que parece un pez en su "pico" y las "plumas" en su "cola".

Esta imagen muestra dos vistas de Arp 142 (apodado el Pingüino y el Huevo). La imagen de la izquierda, del telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA, muestra el objetivo  en 2013. A la derecha, la imagen del telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA de la misma región en luz infrarroja cercana con el instrumento NIRCam. Ambas imágenes están compuestas por varios filtros. El proceso de aplicar color a las imágenes del Webb es notablemente similar al que se utilizó para el Hubble: las longitudes de onda más cortas se asignan en azul y las más largas en rojo. En el caso del Webb, los procesadores de imágenes traducen las imágenes de luz infrarroja cercana, en orden, a colores visibles. Ambos telescopios toman imágenes de alta resolución, por lo que hay muchas características por explorar. En la imagen en luz visible del Hubble, una franja de polvo marrón oscuro comienza a lo largo del "pico" del pingüino y se extiende a lo largo de su cuerpo y espalda. En la imagen en el infrarrojo cercano del Webb, esta franja de polvo es significativamente más tenue. Deténgase en la imagen del Webb. Una tenue forma de U invertida une el par de galaxias. Se trata de una combinación de estrellas, gas y polvo que continúa mezclándose a medida que las galaxias se entremezclan. En la imagen del Hubble, observe que hay un espacio más claro entre el "pico" del Pingüino y la parte superior del Huevo. Hacia la parte inferior de la cola del Pingüino hay varias galaxias espirales prominentes, aunque hay algunas más en la imagen del Webb. El Huevo en sí se ve similar en ambas imágenes, pero en la vista de Webb, la galaxia brilla tan intensamente que hace que los picos de difracción extiendan ligeramente su brillo. La galaxia en la parte superior derecha parece tener aproximadamente el mismo tamaño, pero en la vista de Webb aparecen muchos más puntos de estrellas. Ahora comparemos los fondos. El Hubble muestra muchas galaxias distantes en luz visible, aunque las áreas en las esquinas que están completamente negras estaban fuera del campo de visión del telescopio. Muchas más galaxias distantes brillan en la imagen infrarroja del Webb. Esto es un testimonio de la sensibilidad y resolución de la cámara de infrarrojo cercano del Webb y de las ventajas de la luz infrarroja. La luz de las galaxias distantes se estira a medida que viaja a través del Universo, por lo que una parte significativa de su luz solo puede detectarse en longitudes de onda más largas. Explore la imagen de luz infrarroja cercana y media de Webb y su imagen de solo luz infrarroja media. [ Descripción de la imagen : El cuadro está dividido por la mitad: la imagen en luz visible del Hubble a la izquierda y la imagen en infrarrojo cercano del Webb a la derecha. Ambas muestran el Huevo a la izquierda y el Pingüino a la derecha.] Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI

Alrededor de estas estrellas más nuevas hay un material similar al humo que incluye moléculas que contienen carbono, conocidas como hidrocarburos aromáticos policíclicos, que el Webb detecta de manera excepcional. El polvo, que se ve como arcos anaranjados más tenues y profundos, también se precipita desde su pico hasta las plumas de la cola.

En cambio, la forma compacta del Huevo permanece prácticamente inalterada. Como galaxia elíptica, está llena de estrellas envejecidas y tiene mucho menos gas y polvo que pueda ser extraído para formar nuevas estrellas. Si ambas fueran galaxias espirales, cada una terminaría el primer "giro" con la formación de nuevas estrellas y rizos giratorios, conocidos como colas de marea.

Otra razón para la apariencia intacta del Huevo es que estas galaxias tienen aproximadamente la misma masa, por lo que la elíptica de aspecto más pequeño no fue consumida ni distorsionada por el Pingüino.

Se estima que el Pingüino y el Huevo están separados por unos 100.000 años luz, una distancia bastante cercana en términos astronómicos. Para ponerlo en contexto, la Vía Láctea y nuestra vecina más cercana, la galaxia de Andrómeda, están separadas por unos 2,5 millones de años luz, unas 30 veces la distancia. También interactuarán, pero no durante unos 4.000 millones de años.

En la parte superior derecha de la imagen se ve de canto una galaxia catalogada como PGC 1237172, que se encuentra a 100 millones de años luz más cerca de la Tierra. También es bastante joven y está repleta de nuevas estrellas azules. En la imagen de Webb, que solo muestra la luz infrarroja media, PGC 1237172 prácticamente desaparece. La luz infrarroja media captura en gran medida estrellas más frías y antiguas y una increíble cantidad de polvo. Dado que la población estelar de la galaxia es tan joven, "desaparece" en la luz infrarroja media.

La imagen de Webb también está repleta de galaxias distantes. Algunas tienen formas espirales y ovaladas, como las que se encuentran en las "plumas de la cola" del Pingüino, mientras que otras están dispersas por todas partes y son puntos sin forma. Esto es un testimonio de la sensibilidad y resolución de los instrumentos infrarrojos del telescopio. (Compare la vista de Webb con la imagen de 2013 del Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA aquí ) Aunque estas observaciones solo duraron unas pocas horas, Webb reveló galaxias mucho más distantes, más rojas y más polvorientas que los telescopios anteriores, una razón más para esperar que Webb continúe expandiendo nuestra comprensión de todo lo que existe en el Universo.

Arp 142 se encuentra a 326 millones de años luz de la Tierra en la constelación de Hidra.

La galaxia espiral distorsionada, el Pingüino, y la galaxia elíptica compacta, el Huevo, están entrelazadas en un abrazo activo. Una nueva imagen en el infrarrojo cercano y medio del telescopio espacial James Webb, tomada para conmemorar su segundo año de actividad científica, muestra que su interacción está marcada por un débil resplandor azul en forma de U invertida. El par, conocido conjuntamente como Arp 142, realizó su primer paso entre 25 y 75 millones de años atrás, provocando "fuegos artificiales" o formación de nuevas estrellas en el Penguin. En los casos más extremos, las fusiones pueden hacer que las galaxias formen miles de nuevas estrellas por año durante unos pocos millones de años. En el caso del Penguin, las investigaciones han demostrado que se han formado entre 100 y 200 estrellas por año. En comparación, nuestra galaxia, la Vía Láctea (que no está interactuando con una galaxia del mismo tamaño) forma aproximadamente entre seis y siete nuevas estrellas por año. Este movimiento gravitacional también modificó la apariencia del Pingüino. Sus brazos espirales se desenrollaron y el gas y el polvo fueron atraídos en una serie de direcciones, como si estuviera soltando confeti. Es raro que las estrellas individuales colisionen cuando las galaxias interactúan (el espacio es vasto), pero la mezcla de galaxias altera las órbitas de sus estrellas. En la actualidad, el centro galáctico del Pingüino parece un ojo dentro de una cabeza, y la galaxia tiene prominentes estelas estelares que toman la forma de un pico, una columna vertebral y una cola desplegada. Una tenue pero prominente franja de polvo se extiende desde el pico hasta la cola. A pesar de que el Pingüino parece mucho más grande que el Huevo, estas galaxias tienen aproximadamente la misma masa. Esta es una de las razones por las que el Huevo, que parece más pequeño, aún no se ha fusionado con el Pingüino. (Si uno fuera menos masivo, podría haberse fusionado antes). El Huevo ovalado está lleno de estrellas viejas y poco gas y polvo, por lo que no emite "streamers" o colas de marea propias y, en cambio, ha mantenido una forma ovalada compacta. Si se observa de cerca, el Huevo tiene cuatro picos de difracción prominentes: las estrellas de la galaxia están tan concentradas que brilla. El fondo de esta imagen está repleto de galaxias mucho más distantes, lo que da testimonio de la sensibilidad y la resolución de las cámaras infrarrojas del Webb. Arp 142 se encuentra a 326 millones de años luz de la Tierra en la constelación de Hidra. [Descripción de la imagen : Dos galaxias en interacción conocidas como Arp 142. A la izquierda está NGC 2937, apodada el Huevo por su apariencia. A la derecha está NGC 2936, apodada el Pingüino por su apariencia. La región en forma de pico de esta última apunta hacia y por encima del Huevo.] Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI

Segundo año de operaciones científicas: una revisión

Durante su segundo año de operaciones, Webb ha avanzado en sus objetivos científicos con nuevos descubrimientos sobre otros mundos, el ciclo de vida de las estrellas, el Universo primitivo y las galaxias a lo largo del tiempo. Los astrónomos han aprendido sobre las condiciones en las que se pueden formar planetas rocosos y han detectado ingredientes helados para los mundos , han encontrado telurio creado en fusiones estelares y han estudiado los restos de supernova SN 1987A y la Nebulosa del Cangrejo .

Al observar el pasado distante, Webb ha resuelto los misterios de cómo se reionizó el Universo y la emisión de hidrógeno a partir de las fusiones de galaxias , y ha visto la fusión de un agujero negro y una galaxia más distantes jamás observadas. Las observaciones con Webb también han confirmado la tensión de larga data entre las mediciones de la constante de Hubble , profundizando un misterio diferente en torno a la tasa de expansión del Universo.

Webb ha seguido produciendo imágenes increíbles del cosmos, desde la belleza detallada de la Nebulosa del Anillo hasta el remanente de supernova Cassiopeia A , pasando por un esfuerzo en equipo con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA y el telescopio Euclid de la ESA para observar la icónica Nebulosa Cabeza de Caballo . Las imágenes de Webb también se combinaron con observaciones en luz visible del Hubble para crear una de las vistas más completas del Universo jamás realizadas, una imagen del cúmulo de galaxias MACS 0416 .

Este "selfie" se creó utilizando una lente de imagen de pupila especializada dentro del instrumento NIRCam que fue diseñado para tomar imágenes de los segmentos del espejo primario en lugar de imágenes del espacio. Esta configuración no se usa durante las operaciones científicas y se usa estrictamente con fines de ingeniería y alineación. En este caso, el segmento brillante apuntó a una estrella brillante, mientras que los demás no están actualmente en la misma alineación. Esta imagen dio una indicación temprana de la alineación del espejo primario con el instrumento. Crédito: NASA

Más información

Webb es el telescopio más grande y potente jamás lanzado al espacio. En virtud de un acuerdo de colaboración internacional, la ESA proporcionó el servicio de lanzamiento del telescopio, utilizando el vehículo de lanzamiento Ariane 5. En colaboración con sus socios, la ESA fue responsable del desarrollo y la calificación de las adaptaciones de Ariane 5 para la misión Webb y de la contratación del servicio de lanzamiento por parte de Arianespace. La ESA también proporcionó el espectrógrafo NIRSpec y el 50% del instrumento de infrarrojo medio MIRI, que fue diseñado y construido por un consorcio de institutos europeos financiados a nivel nacional (el Consorcio Europeo MIRI) en colaboración con el JPL y la Universidad de Arizona.

Webb es una colaboración internacional entre la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).

Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA, STScI

Enlaces

• Imágenes del aniversario de Webb
• Comunicado en el sitio web de la ESA
• Comunicado en el sitio web de STScI
• Comunicado en el sitio web de la NASA

Contactos

Bethany Downer

Directora de comunicaciones científicas de la ESA/Webb

Correo electrónico: Bethany.Downer@esawebb.org

Ninja Menning

Oficina de prensa y relaciones con los medios de la ESA

Correo electrónico: media@esa.int

Publicado en ESA/Webb el 12 de julio del 2024, enlace publicación.