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Webb de la NASA arroja luz sobre la evolución de las galaxias y los agujeros negros

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  • En una enorme imagen nueva, el Telescopio Espacial James Webb de la NASA revela detalles nunca antes vistos del grupo de galaxias «Stephan’s Quintet»
  • La proximidad del Quinteto de Stephan les da a los astrónomos un asiento de primera fila para fusiones e interacciones galácticas.
  • La nueva imagen de Webb muestra con poco detalle cómo las galaxias que interactúan provocan la formación de estrellas entre sí y cómo se altera el gas en las galaxias.
  • La imagen también muestra flujos de salida impulsados ​​por un agujero negro en Stephan’s Quintet con un nivel de detalle nunca antes visto.
  • Los grupos de galaxias apretados como este pueden haber sido más comunes en el universo primitivo cuando el material sobrecalentado que cae puede haber alimentado agujeros negros muy energéticos.
Imagen colorida de la luz infrarroja cercana y media de un grupo de galaxias, con cientos de galaxias de fondo y numerosas estrellas en primer plano.

El quinteto de Stephan, una agrupación visual de cinco galaxias, es mejor conocido por aparecer de manera destacada en la película clásica navideña, «It’s a Wonderful Life». Hoy, el Telescopio Espacial James Webb de la NASA revela el Quinteto de Stephan bajo una nueva luz. Este enorme mosaico es la imagen más grande de Webb hasta la fecha y cubre aproximadamente una quinta parte del diámetro de la Luna. Contiene más de 150 millones de píxeles y está construido a partir de casi 1000 archivos de imagen separados. La información de Webb proporciona nuevos conocimientos sobre cómo las interacciones galácticas pueden haber impulsado la evolución de las galaxias en el universo primitivo.

Imagen colorida de luz infrarroja cercana de una nube brillante con forma de anillo distorsionada, iluminada desde adentro por una estrella central brillante.  La Nebulosa del Anillo Sur es un gran óvalo semitransparente que está ligeramente inclinado desde la parte superior izquierda hacia la parte inferior derecha.  Una estrella blanca brillante aparece en el centro de esta imagen.  Un gran óvalo verde azulado transparente rodea la estrella central.  Varias conchas rojas rodean el óvalo verde azulado y se extienden casi hasta los bordes de la imagen.  Las conchas se vuelven de un rojo más profundo con la distancia desde el centro.  La brillante estrella central tiene ocho picos de difracción.  Detrás de las capas gaseosas verde azulado hay capas anaranjadas más profundas que están dispuestas como hilos en un tejido complejo.  Las capas rojas, que son onduladas en general, parecen tener líneas rectas muy delgadas que las atraviesan, que son agujeros por donde viaja la luz de una estrella central.  El fondo de la imagen es negro y está salpicado de diminutas estrellas brillantes y galaxias distantes.  Para obtener más detalles, descargue la descripción del texto.
Nebulosa del Anillo Sur (Imagen NIRCam). La estrella brillante en el centro de NGC 3132, aunque destaca cuando se ve con el telescopio Webb de la NASA en luz infrarroja cercana, desempeña un papel de apoyo en la escultura de la nebulosa circundante

Con su poderosa visión infrarroja y su resolución espacial extremadamente alta, Webb muestra detalles nunca antes vistos en este grupo de galaxias. Cúmulos brillantes de millones de estrellas jóvenes y regiones de brotes estelares de nacimiento de estrellas frescas adornan la imagen. Las colas de barrido de gas, polvo y estrellas están siendo extraídas de varias de las galaxias debido a las interacciones gravitatorias. Más dramáticamente, Webb captura enormes ondas de choque cuando una de las galaxias, NGC 7318B, atraviesa el cúmulo.

Juntas, las cinco galaxias del Quinteto de Stephan también se conocen como Hickson Compact Group 92 (HCG 92). Aunque se llama un «quinteto», solo cuatro de las galaxias están realmente juntas y atrapadas en una danza cósmica. La quinta y más a la izquierda, llamada NGC 7320, está en primer plano en comparación con las otras cuatro. NGC 7320 reside a 40 millones de años luz de la Tierra, mientras que las otras cuatro galaxias (NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B y NGC 7319) están a unos 290 millones de años luz de distancia. Esto todavía está bastante cerca en términos cósmicos, en comparación con galaxias más distantes a miles de millones de años luz de distancia. Estudiar galaxias relativamente cercanas como estas ayuda a los científicos a comprender mejor las estructuras que se ven en un universo mucho más distante.

Un campo de estrellas está moteado en la imagen.  Las estrellas son de muchos tamaños.  Van desde puntos de luz pequeños y tenues hasta estrellas más grandes, más cercanas, más brillantes y más resueltas con picos de difracción de 8 puntos.  Las estrellas varían en color, la mayoría de las cuales tienen un tono azul o naranja.  La parte superior derecha de la imagen tiene rayas tenues, translúcidas, parecidas a nubes que se elevan desde la nebulosa a lo largo de la parte inferior de la imagen.  La formación nubosa que se muestra en el fondo varía en densidad y varía de translúcida a opaca.  La estructura en forma de nube de la nebulosa contiene crestas, picos y valles, una apariencia muy similar a una cadena montañosa.  Muchas de las estrellas más grandes brillan intensamente a lo largo de los bordes de la estructura similar a una nube de la nebulosa.  Para obtener más detalles, descargue la descripción del texto.
“Acantilados cósmicos” en la nebulosa de Carina (imagen compuesta de NIRCam y MIRI). Utilizando el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, los astrónomos combinaron las capacidades de las dos cámaras del telescopio para crear una vista nunca antes vista de una región de formación estelar en la Nebulosa Carina. Capturada en luz infrarroja por la cámara de infrarrojo cercano ( NIRCam ) y el instrumento de infrarrojo medio ( MIRI ), esta imagen combinada revela áreas previamente invisibles de nacimiento de estrellas.

Esta proximidad proporciona a los astrónomos un asiento de primera fila para presenciar la fusión y las interacciones entre las galaxias que son tan cruciales para toda la evolución de las galaxias. Rara vez los científicos ven con tanto detalle cómo las galaxias que interactúan desencadenan la formación de estrellas entre sí y cómo se altera el gas en estas galaxias. El Quinteto de Stephan es un “laboratorio” fantástico para estudiar estos procesos fundamentales para todas las galaxias.

Grupos compactos como este pueden haber sido más comunes en el universo primitivo cuando su material sobrecalentado que caía pudo haber alimentado agujeros negros muy energéticos llamados cuásares. Incluso hoy, la galaxia superior del grupo, NGC 7319, alberga un núcleo galáctico activo , un agujero negro supermasivo de 24 millones de veces la masa del Sol. Está atrayendo activamente material y emite energía luminosa equivalente a 40 mil millones de soles.

Webb estudió el núcleo galáctico activo en gran detalle con el espectrógrafo de infrarrojo cercano ( NIRSpec ) y el instrumento de infrarrojo medio ( MIRI ). Las unidades de campo integral ( IFU ) de estos instrumentos, que son una combinación de una cámara y un espectrógrafo , proporcionaron al equipo de Webb un «cubo de datos» o una colección de imágenes de las características espectrales del núcleo galáctico.

Al igual que la resonancia magnética nuclear (RMN) médica, las IFU permiten a los científicos «cortar y trocear» la información en muchas imágenes para un estudio detallado. Webb atravesó la capa de polvo que rodeaba el núcleo para revelar gas caliente cerca del agujero negro activo y medir la velocidad de los flujos brillantes. El telescopio vio estos flujos de salida impulsados ​​por el agujero negro con un nivel de detalle nunca antes visto.

En NGC 7320, la galaxia más cercana y más a la izquierda en la agrupación visual, Webb pudo resolver estrellas individuales e incluso el núcleo brillante de la galaxia.

Como beneficio adicional, Webb reveló un vasto mar de miles de galaxias de fondo distantes que recuerdan a los campos profundos de Hubble.

Imagen de un grupo de cuatro galaxias que aparecen cerca unas de otras en el cielo: dos en el medio, una hacia la parte superior, una hacia la parte superior izquierda.  Además, hay un gran parche brillante hacia la derecha.  La galaxia en la parte superior tiene un núcleo rojizo brillante y está rodeada por remolinos de filamentos azules y morados que viajan hacia el interior de su núcleo brillante, también resaltado por ocho picos de difracción.  La galaxia de la izquierda es una masa de gas púrpura que rodea un núcleo rojo tenue.  La masa está formada por pequeños grumos, cada uno ligeramente iluminado.  Las dos galaxias del medio tienen dos núcleos azules brillantes, rodeados de volutas moradas.  El parche brillante a la derecha está hecho de nubes de color azul y púrpura, unidas en bandas similares a filamentos.  Alrededor de las galaxias hay un fondo salpicado de puntos rojos, azules y morados, que son estrellas y galaxias distantes.
Quinteto de Stephan (Imagen MIRI). Con su poderosa visión de infrarrojo 
medio, el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) muestra detalles nunca antes vistos del Quinteto de Stephan, una agrupación visual de cinco galaxias. MIRI atravesó regiones cubiertas de polvo para revelar enormes ondas de choque y colas de marea, gas y estrellas despojadas de las regiones exteriores de las galaxias por interacciones. También reveló áreas ocultas de formación estelar. 
La nueva información de MIRI proporciona información invaluable sobre cómo las interacciones galácticas pueden haber impulsado la evolución de las galaxias en el universo primitivo.

Combinados con la imagen infrarroja más detallada jamás vista del Stephan’s Quintet de MIRI y la cámara de infrarrojo cercano ( NIRCam ), los datos de Webb proporcionarán una gran cantidad de información nueva y valiosa. Por ejemplo, ayudará a los científicos a comprender la velocidad a la que se alimentan y crecen los agujeros negros supermasivos. Webb también ve regiones de formación estelar mucho más directamente y puede examinar la emisión del polvo, un nivel de detalle imposible de obtener hasta ahora.

Situado en la constelación de Pegaso, el Quinteto de Stephan fue descubierto por el astrónomo francés Édouard Stephan en 1877.

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


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 e investigará 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, ESA (Agencia Espacial Europea) y CSA (Agencia Espacial Canadiense).

La sede de la NASA supervisa la misión de la Dirección de Misión Científica de la agencia. El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra Webb para la agencia y supervisa el trabajo en la misión realizada por el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, Northrop Grumman y otros socios de la misión. Además de Goddard, varios centros de la NASA contribuyeron al proyecto, incluido el Centro Espacial Johnson de la agencia en Houston; Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) en el sur de California; el Centro de Vuelo Espacial Marshall en Huntsville, Alabama; Centro de Investigación Ames en Silicon Valley de California; y otros.

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.

NIRSpec fue construido para la Agencia Espacial Europea (ESA) por un consorcio de empresas europeas lideradas por Airbus Defence and Space (ADS) con el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA proporcionando sus subsistemas de detector y microobturador.

Descargue versiones sin comprimir de resolución completa y elementos visuales de apoyo de esta imagen del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial:  https://webbtelescope.org/contents/news-releases/2022/news-2022-034Última actualización: 13 de julio de 2022Montaje: Rob Garner

https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2022/nasa-s-webb-sheds-light-on-galaxy-evolution-black-holes/

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