Los cúmulos estelares (también llamados “cúmulos abiertos”) son conjuntos de estrellas jóvenes que han nacido juntas, en el denso interior de nebulosas de gas molecular y polvo. Durante su formación, originados a partir de condensaciones del material nebular que atraen gravitatoriamente al gas de sus alrededores, estos cúmulos permanecen escondidos en el interior de las nebulosas, por lo cual es imposible observarlos directamente con luz visible. Sin embargo, la luz infrarroja tiene la propiedad de penetrar el gas y el polvo de las nubes interestelares, razón por la cual un telescopio infrarrojo puede detectar estos cúmulos antes de que afloren de sus espesos entornos.
Esta es la técnica que usó recientemente la Dra. María Jimena Rodríguez, miembro del Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP, CONICET-UNLP) y egresada de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas (FCAG, UNLP). Junto con un equipo internacional de astrónomos expertos, ella pudo descubrir cúmulos estelares jóvenes, ocultos en las nebulosas de la galaxia NGC 7496. La Dra. Rodríguez se encuentra trabajando en la Universidad de Arizona, analizando observaciones infrarrojas tomadas por el Telescopio Espacial James Webb (James Webb Space Telescope, JWST), el telescopio espacial más potente jamás creado por la humanidad. Recientemente, la prestigiosa revista científica Astrophysical Journal Letters ha aceptado la publicación de un espectacular artículo científico sobre este tema, del cual Jimena es su ¡primera autora! (el orden de los autores en una publicación científica indica la importancia de la participación).
En este caso, ellos usaron observaciones del JWST de una galaxia espiral barrada relativamente cercana, NGC 7496, situada a unos 60 (24) millones de años luz de distancia. Las galaxias espirales están compuestas por enormes cantidades de estrellas que, junto a extensas nebulosas de gas y polvo, se distribuyen con la forma de un disco. Sobre este disco destacan los “brazos espirales”, regiones donde el gas y el polvo se concentran fuertemente, detonando la formación de nuevas estrellas. Como los brazos espirales surgen de una estructura alargada de estrellas con forma de barra, se dice que NGC 7496 es una galaxia espiral “barrada”. La formidable capacidad para distinguir detalles del Telescopio Espacial James Webb, en combinación con su potencia para detectar la tenue luz infrarroja, se combinaron en este trabajo para posibilitar el descubrimiento de 67 candidatos a cúmulos estelares ocultos por el gas y el polvo nebular. Se debe tener en cuenta que un estudio semejante a este, pero realizado con el Telescopio Espacial Hubble (Hubble Space Telescope, HST), sólo había detectado 8 cúmulos en esa galaxia. Esto es una muestra del asombroso potencial del Telescopio Espacial James Webb.
El análisis realizado por los investigadores permitió, también, estimar las edades de los cúmulos estelares detectados. Se encontró que, en su gran mayoría, son más jóvenes que 2 millones de años. Por lo tanto, con este trabajo, se duplica la cantidad de cúmulos conocidos más jóvenes que 2 millones de años, dato que, hasta el momento, sólo se conocía para objetos de nuestra propia galaxia.
Esta extraordinaria detección de cúmulos estelares recién nacidos envueltos en el gas y polvo original, muestra la capacidad del JWST y de las herramientas desarrolladas por el equipo de trabajo, para desentrañar los misterios de la formación de las estrellas. Seguramente, en el futuro próximo, la Dra. Rodríguez y el equipo de investigadores aplicarán estas técnicas a otras galaxias, ampliando nuestro conocimiento de los procesos físicos que tienen lugar en el interior de las opacas nebulosas. De este modo se podrá avanzar, en esta temática, sobre problemas que todavía no tienen solución. Por ejemplo, se podrá entender la forma en que la nube de gas y polvo original se fragmenta para dar inicio a la creación de los cúmulos estelares, las escalas temporales que transcurren durante a lo largo de su formación y los tiempos para los cuales los cúmulos estelares ya formados, emergen de las nebulosas y se los puede observar directamente con luz visible.
Título del artículo: PHANGS-JWST First Results: Dust embedded star clusters in NGC 7496 selected via 3.3μm PAH emission
Autores: M. Jimena Rodríguez, Janice C. Lee, B. C. Whitmore, David A. Thilker, Daniel Maschmann, Rupali Chandar, Sinan Deger, Médéric Boquien, Daniel A. Dale, Kirsten L. Larson, Thomas G. Williams, Hwihyun Kim, Eva Schinnerer, Erik Rosolowsky, Adam K. Leroy, Eric Emsellem, Karin M. Sandstrom, J. M. Diederik Kruijssen, Kathryn Grasha, Elizabeth J. Watkins, Ashley. T. Barnes, Mattia C. Sormani, Jaeyeon Kim, Gagandeep S. Anand, Mélanie Chevance, F. Bigiel, Ralf S. Klessen, Hamid Hassani, Daizhong Liu, Christopher M. Faesi, Yixian Cao, Francesco Belfiore, Ismael Pessa, Kathryn Kreckel, Brent Groves, Jérome Pety, Rémy Indebetouw, Oleg V. Egorov, Guillermo A. Blanc, Toshiki Saito, & Annie Hughes.
Publicación: Astropysical Journal Letters
Investigadores del IALP y de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas (FCAG – UNLP): M. Jimena Rodríguez
Países a los que pertenecen los coautores extranjeros: EEUU, Francia, Suecia, Chile, Reino Unido, Alemania, Canadá, Australia e Italia.