Webb investiga las cunas de los cúmulos estelares y descubre que los cúmulos masivos emergen más rápido

Los astrónomos saben desde hace tiempo que comprender cómo se forman los cúmulos estelares es clave para desvelar otros secretos de la evolución galáctica. Las estrellas se forman en cúmulos, creados cuando nubes de gas colapsan por efecto de la gravedad. A medida que nacen más y más estrellas en una nube en colapso, los fuertes vientos estelares, la intensa radiación ultravioleta y las explosiones de supernovas de estrellas masivas acaban dispersando la nube, y su luz puede incidir sobre otras regiones de formación estelar en la galaxia. Este proceso se denomina retroalimentación estelar, y significa que la mayor parte del gas de una galaxia nunca se utiliza para la formación de estrellas. Investigar cómo se desarrollan los cúmulos estelares puede responder preguntas sobre la formación estelar a escala galáctica. Ahora, la técnica ha avanzado aún más gracias a la colaboración de los telescopios Hubble y Webb, que proporcionan una visión de amplio espectro de miles de cúmulos estelares jóvenes. Un equipo internacional de astrónomos ha analizado minuciosamente imágenes de cuatro galaxias cercanas del programa de observación FEAST (n.º 1783 ), intentando resolver este misterio. Sus resultados muestran que los cúmulos estelares más masivos son los que disipan su envoltura gaseosa con mayor rapidez y comienzan a iluminar su galaxia antes. El equipo identificó cerca de 9000 cúmulos estelares en las cuatro galaxias, cada uno en una etapa evolutiva distinta: cúmulos jóvenes que comenzaban a emerger de sus nubes de gas originales, cúmulos que habían dispersado parcialmente el gas (ambos detectados en imágenes del Webb) y cúmulos completamente despejados, visibles en luz visible (encontrados en imágenes del Hubble). Gracias a la capacidad del Webb para observar el interior de las nubes de gas, pudieron estimar la masa y la edad de cada cúmulo a partir de su espectro de luz. Esta imagen muestra una sección de uno de los brazos espirales de Messier 51 (M51), una de las cuatro galaxias estudiadas en este trabajo, vista por la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) del telescopio Webb. Los densos cúmulos de gas formador de estrellas se muestran aquí en rojo y naranja, representando la luz infrarroja emitida por el gas ionizado, los granos de polvo y moléculas complejas como los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Dentro de estos complejos gaseosos, cada uno de decenas o cientos de años luz de diámetro, el Webb revela los densos y extremadamente brillantes cúmulos de estrellas masivas que se han formado recientemente. Las innumerables estrellas dispersas por el brazo de la galaxia, muchas de las cuales serían invisibles a nuestros ojos tras capas de polvo, también se hacen visibles en luz infrarroja. [ Descripción de la imagen: Una gran porción alargada de uno de los brazos espirales de la galaxia M51. Filamentos de gas y polvo de color rojo anaranjado, de aspecto grumoso, que se extienden en cadena de izquierda a derecha, conforman el brazo. Burbujas cian brillantes iluminan partes de las nubes de gas desde el interior, y los huecos dejan al descubierto brillantes cúmulos estelares en estas burbujas como puntos blancos resplandecientes. Toda la imagen está salpicada de pequeñas estrellas. Un tenue resplandor azul alrededor del brazo colorea el fondo, que de otro modo sería oscuro.] Crédito: ESA/Webb, NASA y CSA, A. Pedrini, A. Adamo (Universidad de Estocolmo) y el equipo FEAST JWST

Los estudios de las regiones de formación estelar más cercanas, en la Vía Láctea y las galaxias enanas que la orbitan, nos permiten analizar los cúmulos estelares con todo detalle, pero nuestra posición en el disco galáctico implica que solo podemos observar unas pocas de estas regiones. Al observar galaxias cercanas, los astrónomos pueden estudiar miles de regiones de formación estelar y caracterizar poblaciones enteras de cúmulos estelares en diversas etapas de evolución, un logro posible gracias al lanzamiento de telescopios espaciales, entre los que destaca el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA. Ambos tipos de investigación son necesarios para comprender verdaderamente cómo se produce la formación estelar en las galaxias.

Los astrónomos saben desde hace tiempo que comprender cómo se forman los cúmulos estelares es clave para desvelar otros secretos de la evolución galáctica. Las estrellas se forman en cúmulos, creados cuando nubes de gas colapsan por efecto de la gravedad. A medida que nacen más y más estrellas en una nube en colapso, los fuertes vientos estelares, la intensa radiación ultravioleta y las explosiones de supernovas de estrellas masivas acaban dispersando la nube, y su luz puede incidir sobre otras regiones de formación estelar en la galaxia. Este proceso se denomina retroalimentación estelar, y significa que la mayor parte del gas de una galaxia nunca se utiliza para la formación de estrellas. Investigar cómo se desarrollan los cúmulos estelares puede responder preguntas sobre la formación estelar a escala galáctica. Ahora, la técnica ha avanzado aún más gracias a la colaboración de los telescopios Hubble y Webb, que proporcionan una visión de amplio espectro de miles de cúmulos estelares jóvenes. Un equipo internacional de astrónomos ha analizado minuciosamente imágenes de cuatro galaxias cercanas del programa de observación FEAST (n.º 1783 ), intentando resolver este misterio. Sus resultados muestran que los cúmulos estelares más masivos son los que disipan su envoltura gaseosa con mayor rapidez y comienzan a iluminar su galaxia antes. El equipo identificó cerca de 9000 cúmulos estelares en las cuatro galaxias, cada uno en una etapa evolutiva distinta: cúmulos jóvenes que comenzaban a emerger de sus nubes de gas originales, cúmulos que habían dispersado parcialmente el gas (ambos detectados en imágenes del Webb) y cúmulos completamente despejados, visibles en luz visible (encontrados en imágenes del Hubble). Gracias a la capacidad del Webb para observar el interior de las nubes de gas, pudieron estimar la masa y la edad de cada cúmulo a partir de su espectro de luz. Esta imagen muestra un complejo de formación estelar en uno de los brazos espirales de Messier 51 (M51), con un diámetro de casi 800 años luz. M51 se encuentra a unos 27 millones de años luz de la Tierra. La densa nube de gas formador de estrellas, donde se formaron cúmulos que dieron origen a cada uno de los cúmulos estelares, se representa aquí en rojo y naranja, colores que corresponden a la luz infrarroja emitida por el gas ionizado, los granos de polvo y moléculas complejas como los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Muchos de los puntos brillantes que se observan dentro de las nubes son cúmulos estelares. Las jóvenes y masivas estrellas que se encuentran en su interior emiten una potente radiación sobre las nubes de gas que las rodean, creando la iluminación cian que se muestra aquí. Finalmente, la combinación de la radiación, el viento estelar y las explosiones de supernovas de las estrellas más masivas dispersará las nubes de gas, poniendo fin a la formación estelar en esta parte de M51. [ Descripción de la imagen: Un gráfico que muestra tres imágenes de la galaxia espiral M51. La imagen superior abarca los brazos espirales y el centro galáctico. Una gran porción vertical del brazo espiral de la izquierda está resaltada en un recuadro, que se expande a la imagen de la derecha, mostrando el área con mayor color y detalle. Esta imagen tiene una barra de escala etiquetada como "1000 años luz". Un cuadrado indica una nube de gas, que se muestra ampliada a la derecha con una barra de escala de "100 años luz".] Crédito: ESA/Webb, NASA y CSA, A. Pedrini, A. Adamo (Universidad de Estocolmo) y el equipo FEAST JWST

El continuo desarrollo de la astronomía infrarroja nos ha permitido desvelar las capas de gas que aún ocultan los cúmulos estelares más jóvenes y conocer las primeras etapas de su formación, pero algunos aspectos siguen intrigando a los investigadores. Por ejemplo: cuando se forma un cúmulo estelar, ¿qué determina cuánto tiempo tarda en dispersarse su nube de origen y comenzar a irradiar luz ultravioleta hacia la galaxia?

Ahora, la técnica ha avanzado aún más gracias a la colaboración de los telescopios Hubble y Webb, que proporcionan una visión de amplio espectro de miles de cúmulos estelares jóvenes. Un equipo internacional de astrónomos ha analizado minuciosamente imágenes de cuatro galaxias cercanas —Messier 51 , Messier 83 , NGC 628 y NGC 4449— del programa de observación FEAST (n.º 1783 ), intentando resolver este misterio. Sus resultados, publicados hoy en Nature Astronomy , demuestran que son los cúmulos estelares más masivos los que disipan su envoltura gaseosa con mayor rapidez y comienzan a iluminar su galaxia antes.

Los astrónomos saben desde hace tiempo que comprender cómo se forman los cúmulos estelares es clave para desvelar otros secretos de la evolución galáctica. Las estrellas se forman en cúmulos, creados cuando nubes de gas colapsan por efecto de la gravedad. A medida que nacen más y más estrellas en una nube en colapso, los fuertes vientos estelares, la intensa radiación ultravioleta y las explosiones de supernovas de estrellas masivas acaban dispersando la nube, y su luz puede incidir sobre otras regiones de formación estelar en la galaxia. Este proceso se denomina retroalimentación estelar, y significa que la mayor parte del gas de una galaxia nunca se utiliza para la formación de estrellas. Investigar cómo se desarrollan los cúmulos estelares puede responder preguntas sobre la formación estelar a escala galáctica. Ahora, la técnica ha avanzado aún más gracias a la colaboración de los telescopios Hubble y Webb, que proporcionan una visión de amplio espectro de miles de cúmulos estelares jóvenes. Un equipo internacional de astrónomos ha analizado minuciosamente imágenes de cuatro galaxias cercanas del programa de observación FEAST (n.º 1783 ), intentando resolver este misterio. Sus resultados muestran que los cúmulos estelares más masivos son los que disipan su envoltura gaseosa con mayor rapidez y comienzan a iluminar su galaxia antes. El equipo identificó cerca de 9000 cúmulos estelares en las cuatro galaxias, cada uno en una etapa evolutiva distinta: cúmulos jóvenes que comenzaban a emerger de sus nubes de gas originales, cúmulos que habían dispersado parcialmente el gas (ambos detectados en imágenes del Webb) y cúmulos completamente despejados, visibles en luz visible (encontrados en imágenes del Hubble). Gracias a la capacidad del Webb para observar el interior de las nubes de gas, pudieron estimar la masa y la edad de cada cúmulo a partir de su espectro de luz. Esta imagen muestra un complejo de formación estelar en Messier 51 (M51), con un diámetro de casi 800 años luz. M51 se encuentra a unos 27 millones de años luz de la Tierra. La densa nube de gas formador de estrellas, donde se formaron cúmulos que dieron origen a cada uno de los cúmulos estelares, se muestra aquí en colores rojo y naranja que representan la luz infrarroja emitida por el gas ionizado, los granos de polvo y moléculas complejas como los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Muchos de los puntos brillantes que se observan dentro de las nubes son cúmulos estelares. Las jóvenes y masivas estrellas que se encuentran en su interior emiten una potente radiación sobre las nubes de gas que las rodean, creando la iluminación cian que se muestra aquí. Finalmente, la combinación de la radiación, el viento estelar y las explosiones de supernovas de las estrellas más masivas dispersará las nubes de gas, poniendo fin a la formación estelar en esta parte de M51. [ Descripción de la imagen: Vista de cerca de una nebulosa de formación estelar. A esta resolución, se ve ligeramente borrosa. Está compuesta por densas nubes de gas, rojas en el exterior y anaranjadas hacia el centro. Enclavadas en la nube se encuentra un conjunto de brillantes puntos azul blanquecinos, que son cúmulos estelares. Estos iluminan las nubes de gas internas en color cian. Numerosas estrellas de la galaxia se encuentran dispersas en la imagen. Una pequeña parte del fondo oscuro aparece en la esquina superior derecha.] Crédito: ESA/Webb, NASA y CSA, A. Pedrini, A. Adamo (Universidad de Estocolmo) y el equipo FEAST JWST

El equipo identificó cerca de 9000 cúmulos estelares en las cuatro galaxias en diferentes etapas evolutivas: cúmulos jóvenes que comenzaban a emerger de sus nubes de gas natales, cúmulos que habían dispersado parcialmente el gas (ambos a partir de imágenes del Webb) y cúmulos completamente despejados visibles en luz visible (encontrados en imágenes del Hubble). Gracias a la capacidad del Webb para observar el interior de las nubes de gas, pudieron estimar la masa y la edad de cada cúmulo a partir de su espectro de luz. Los cúmulos más masivos habían emergido por completo y dispersado las nubes de gas después de unos cinco millones de años, mientras que los cúmulos menos masivos tenían entre siete y ocho millones de años cuando emergieron de sus regiones de formación estelar.

Responder a esta pregunta abierta sobre qué cúmulos estelares disipan sus nubes de origen con mayor rapidez nos permite avanzar en nuestra comprensión de la formación de galaxias. « Las simulaciones de formación estelar y retroalimentación estelar han tenido dificultades para reproducir cómo se forman los cúmulos estelares y emergen de sus nubes de origen. Estos resultados nos proporcionan nuevas e importantes restricciones sobre ese proceso», explicó Angela Adamo, de la Universidad de Estocolmo y el Centro Oskar Klein en Suecia, autora principal del estudio e investigadora principal del programa FEAST.

Astrónomos que utilizan el Telescopio Espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA junto con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA han estudiado en profundidad miles de cúmulos estelares jóvenes en cuatro galaxias cercanas, analizando cúmulos en diferentes etapas de evolución. Sus hallazgos muestran que los cúmulos estelares más masivos emergen más rápidamente de las nubes en las que nacen, eliminando el gas y llenando la galaxia de luz ultravioleta. Este resultado nos proporciona una comprensión más detallada de la formación estelar en las galaxias, así como de cómo y dónde se forman los planetas. Esta imagen muestra las cuatro galaxias estudiadas en esta investigación, cada una de las cuales ha sido previamente objeto de la sección "Imagen del mes" de la ESA/Webb: Messier 51 (arriba a la izquierda), Messier 83 (arriba a la derecha), NGC 4449 (abajo a la izquierda) y NGC 628 (abajo a la derecha). [Descripción de la imagen: Un collage con cuatro imágenes de galaxias espirales observadas por el telescopio Webb. Los colores azules, especialmente en el centro de las galaxias, corresponden a luz infrarroja cercana que muestra la ubicación de estrellas brillantes. El naranja y el amarillo indican gas ionizado, y los colores rojos provienen de moléculas complejas y granos de polvo; estas corresponden a longitudes de onda más largas del infrarrojo medio. Delinean los brazos espirales de cada galaxia como una red de filamentos con cavidades entre ellos.] Crédito: ESA/Webb, NASA y CSA, A. Pedrini, A. Adamo (Universidad de Estocolmo) y el equipo FEAST JWST

Los cúmulos estelares masivos, con su abundancia de estrellas calientes, emiten naturalmente la mayor parte de la luz ultravioleta en las galaxias, pero este trabajo confirma que también tienen una ventaja inicial en la generación de retroalimentación estelar sobre los cúmulos más ligeros. Conocer dónde y cuándo esta retroalimentación estelar es más intensa a lo largo de la vida de una galaxia permite a los astrónomos predecir mejor cómo se distribuye el combustible para la formación estelar dentro de la galaxia y, por lo tanto, cómo es probable que se formen las estrellas y los cúmulos estelares.

Nuestras teorías sobre la formación de planetas también se ven afectadas por esta investigación. Cuanto más rápido se disipa el gas dentro de un cúmulo estelar, antes se exponen los discos protoplanetarios alrededor de las estrellas a la intensa radiación ultravioleta de otras estrellas, y menos oportunidades tienen de atraer más gas de la nebulosa. Esto reduce las posibilidades de que acumulen polvo y creen planetas.

« Este trabajo reúne a investigadores que simulan la formación estelar y a aquellos que trabajan con observaciones, así como a grupos que investigan la formación de planetas », dijo Alex Pedrini, autor principal, también de la Universidad de Estocolmo y del Centro Oskar Klein en Suecia. « Usando el telescopio Webb, podemos observar las cunas de los cúmulos estelares y conectar la formación de planetas con el ciclo de formación estelar y la retroalimentación estelar » .

Más información

El telescopio Webb es el 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 cohete Ariane 5. En colaboración con sus socios, la ESA fue responsable del desarrollo y la cualificación de las adaptaciones del Ariane 5 para la misión Webb, así como de la contratación del servicio de lanzamiento por parte de Arianespace. La ESA también proporcionó el espectrógrafo NIRSpec, el instrumento principal, y el 50 % del instrumento de infrarrojo medio MIRI, diseñado y construido por un consorcio de institutos europeos financiados por los Estados Unidos (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).

Créditos de la imagen: ESA/Webb, NASA y CSA, A. Pedrini, A. Adamo (Universidad de Estocolmo) y el equipo FEAST JWST.

Enlaces de interés

Contactos

Bethany Downer,

Directora de Comunicación Científica de ESA/Webb.

Correo electrónico: Bethany.Downer@esawebb.org

Alex Pedrini

Universidad de Estocolmo y Centro Oskar Klein

Correo electrónico: alex.pedrini@astro.su.se

Angela Adamo,

Universidad de Estocolmo y Centro Oskar Klein.

Correo electrónico: angela.adamo@astro.su.se

Christine Pulliam,

Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial.

Correo electrónico: cpulliam@stsci.edu

Sala de prensa y oficina de relaciones con los medios de comunicación de la ESA

Correo electrónico: media@esa.int

Publicado en ESA/Webb el 6 de mayo del 2026, enlace publicación.

Buscar en este blog

El Universo que nos rodea