El programa de ciencia de lanzamiento temprano (ERS) del telescopio espacial James Webb, lanzado por primera vez el 12 de julio de 2022, ha demostrado ser un tesoro de descubrimientos y avances científicos. Entre las muchas áreas de investigación que está permitiendo, está el estudio de las poblaciones estelares resueltas (RST), que fue el tema de ERS 1334. Esto se refiere a grandes grupos de estrellas lo suficientemente cerca como para que se puedan distinguir estrellas individuales pero lo suficientemente separadas como para que los telescopios puede capturar muchos de ellos a la vez. Un buen ejemplo es la galaxia enana Wolf-Lundmark-Melotte (WLM) que es vecina de la Vía Láctea.
Kristen McQuinn, profesora asistente de astrofísica en la Universidad de Rutgers, es una de las científicas principales del programa Webb ERS, cuyo trabajo se centra en los RST. Recientemente, habló con Natasha Piro, especialista sénior en comunicaciones de la NASA, sobre cómo el JWST ha permitido nuevos estudios del WLM. Las observaciones mejoradas de Webb han revelado que esta galaxia no ha interactuado con otras galaxias en el pasado. Según McQuinn, esto lo convierte en un gran candidato para que los astrónomos prueben las teorías de formación y evolución de galaxias. Estos son los aspectos más destacados de esa entrevista:
Con respecto a WLM
El WLM está aproximadamente a 3 millones de años luz de la Tierra, lo que significa que está bastante cerca (en términos astronómicos) de la Vía Láctea. Sin embargo, también está relativamente aislado, lo que lleva a los astrónomos a concluir que no ha interactuado con otros sistemas en el pasado. Cuando los astrónomos observaron otras galaxias enanas cercanas, notaron que normalmente están enredadas con la Vía Láctea, lo que indica que están en proceso de fusión. Esto los hace más difíciles de estudiar ya que su población de estrellas y nubes de gas no se puede distinguir completamente de la nuestra.
Otra cosa importante sobre WLM es que es bajo en términos de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio (que eran muy frecuentes en el Universo primitivo). Elementos como el carbono, el oxígeno, el silicio y el hierro se formaron en los núcleos de las primeras estrellas de población y se dispersaron cuando estas estrellas explotaron en supernovas. En el caso de WLM, que ha experimentado formación estelar a lo largo de su historia, la fuerza de estas explosiones ha expulsado estos elementos con el tiempo. Este proceso se conoce como “vientos galácticos” y se ha observado con galaxias pequeñas y de baja masa.
Imágenes JWST
Las nuevas imágenes de Webb brindan la vista más clara de WLM jamás vista. Anteriormente, la galaxia enana fue fotografiada por la cámara de matriz infrarroja (IAC) en el telescopio espacial Spitzer (SST). Estos proporcionaron una resolución limitada en comparación con las imágenes de Webb, que se pueden ver en la comparación de lado a lado (que se muestra a continuación). Como puede ver, la óptica infrarroja y el conjunto avanzado de instrumentos de Webb brindan una vista mucho más profunda que permite diferenciar estrellas y características individuales. Como McQuinn lo describió:
“Podemos ver una miríada de estrellas individuales de diferentes colores, tamaños, temperaturas, edades y etapas de evolución; interesantes nubes de gas nebular dentro de la galaxia; estrellas en primer plano con picos de difracción de Webb; y galaxias de fondo con características ordenadas como colas de marea. Es realmente una imagen hermosa”.
El Programa ERS
Como explicó McQuinn, el enfoque científico principal de ERS 1334 es aprovechar la experiencia previa desarrollada con Spitzer, Hubble y otros telescopios espaciales para aprender más sobre la historia de la formación de estrellas en las galaxias. Específicamente, están realizando imágenes multibanda profundas de tres sistemas estelares resueltos dentro de un megaparsec (~ 3260 años luz) de la Tierra utilizando la cámara de infrarrojo cercano de Webb (NIRCam) y el espectrógrafo sin ranura de imágenes de infrarrojo cercano (NIRISS). Estos incluyen el cúmulo globular M92, la galaxia enana ultra-débil Draco II y la galaxia enana WLM que forma estrellas.
La población de estrellas de baja masa en WLM lo hace especialmente interesante ya que tienen una vida muy larga, lo que significa que algunas de las estrellas que se ven allí hoy pueden haberse formado durante el Universo primitivo. “Al determinar las propiedades de estas estrellas de baja masa (como su edad), podemos obtener información sobre lo que estaba sucediendo en un pasado muy lejano”, dijo McQuinn. “Es muy complementario a lo que aprendemos sobre la formación temprana de galaxias al observar los sistemas de alto corrimiento al rojo, donde vemos las galaxias tal como existían cuando se formaron por primera vez”.
Otro objetivo es utilizar la galaxia enana WLM para calibrar el JWST y garantizar que pueda medir el brillo de las estrellas con extrema precisión, lo que permitirá a los astrónomos probar modelos de evolución estelar en el infrarrojo cercano. McQuinn y sus colegas también están desarrollando y probando un software no patentado para medir el brillo de las estrellas resueltas fotografiadas con la NIRCam, que se pondrá a disposición del público. Los resultados de su proyecto ESR se publicarán antes de la convocatoria de propuestas del Ciclo 2 (27 de enero de 2023).
El telescopio espacial James Webb ha estado en el espacio menos de un año, pero ya ha demostrado ser invaluable. Las impresionantes vistas del cosmos que ha proporcionado incluyen imágenes de campo profundo, observaciones extremadamente precisas de galaxias y nebulosas, y espectros detallados de atmósferas de planetas extrasolares. Los avances científicos que ya ha permitido han sido nada menos que innovadores. Antes de que termine su misión planificada de diez años (que podría extenderse a veinte), se anticipan algunos avances que realmente cambiarán el paradigma.
Con información de UniverseToday.com
