La formación estelar es uno de los fenómenos más básicos del Universo. Dentro de las estrellas, el material primordial del Big Bang se procesa en elementos más pesados que observamos hoy. En las atmósferas extendidas de ciertos tipos de estrellas, estos elementos se combinan en sistemas más complejos como moléculas y granos de polvo, los bloques de construcción para nuevos planetas, estrellas y galaxias y, en última instancia, para la vida. Los procesos violentos de formación de estrellas permiten que las galaxias opacas brillen en la oscuridad del espacio profundo y nos hagan visibles a grandes distancias.
La formación de estrellas comienza con el colapso de las partes más densas de las nubes interestelares, regiones que se caracterizan por una concentración relativamente alta de gas molecular y polvo como el complejo de Orión (ESO PR Foto 20/04) y la región del Centro Galáctico (Comunicado de prensa ESO 26 / 03). Dado que este gas y polvo son productos de la formación estelar anterior, debe haber habido una época temprana cuando aún no existían.
Pero, ¿cómo se formaron las primeras estrellas? De hecho, describir y explicar la "formación estelar primordial", sin gas molecular y polvo, es un desafío importante en la astrofísica moderna.
Una clase particular de galaxias relativamente pequeñas, conocidas como “Galaxias enanas azules”, posiblemente brinden ejemplos cercanos y contemporáneos de lo que pudo haber ocurrido en el Universo temprano durante la formación de las primeras estrellas. Estas galaxias son pobres en polvo y elementos más pesados. Contienen nubes interestelares que, en algunos casos, parecen ser bastante similares a las nubes primordiales a partir de las cuales se formaron las primeras estrellas. Y, sin embargo, a pesar de la relativa falta de polvo y gas molecular que forman los ingredientes básicos para la formación de estrellas como la conocemos por la Vía Láctea, esas galaxias enanas azules a veces albergan regiones de formación de estrellas muy activas. Por lo tanto, al estudiar esas áreas, podemos esperar comprender mejor los procesos de formación de estrellas en el Universo temprano.
Formación estelar muy activa en NGC 5253
NGC 5253 es una de las galaxias enanas azules más cercanas; Se encuentra a una distancia de aproximadamente 11 millones de años luz en la dirección de la constelación del sur Centaurus. Hace algún tiempo, un grupo de astrónomos europeos [1] decidió observar más de cerca este objeto y estudiar los procesos de formación de estrellas en el entorno primordial de esta galaxia.
Es cierto que NGC 5253 contiene polvo y elementos más pesados, pero significativamente menos que nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Sin embargo, es bastante extremo como un sitio de formación estelar intensa, una profusa "galaxia de estallido estelar" en terminología astronómica y un objeto principal para estudios detallados de la formación estelar a gran escala.
ESO PR Photo 31a / 04 proporciona una vista impresionante de NGC 5253. Esta imagen compuesta se basa en una exposición al infrarrojo cercano obtenida con el instrumento ISAAC multimodo montado en el telescopio VLT Antu de 8,2 m en el Observatorio Paranal ESO (Chile) , así como dos imágenes en la banda de onda óptica obtenidas del archivo de datos del telescopio espacial Hubble (ubicado en ESO Garching). La imagen VLT (en la banda K a una longitud de onda de 2.16 μm) está codificada en rojo, las imágenes HST son azules (banda V a 0.55 μm) y verde (banda I a 0.79 μm), respectivamente.
La enorme capacidad de captación de luz y la excelente calidad óptica del VLT permitieron obtener una imagen muy detallada del infrarrojo cercano (ver foto PR 31b / 04) durante una exposición que duró solo 5 minutos. Las excelentes condiciones atmosféricas de Paranal en el momento de la observación (ver 0.4 segundos de arco) permiten la combinación de datos espaciales y terrestres en una foto en color de este interesante objeto.
Se puede ver una gran línea de polvo en el lado occidental (derecho) de la galaxia, pero hay parches de polvo en todas partes, junto con una gran cantidad de estrellas coloridas y cúmulos estelares. Los diferentes tonos de color son indicativos de las edades de los objetos y el grado de oscurecimiento por el polvo interestelar. La imagen VLT de infrarrojo cercano penetra las nubes de polvo mucho mejor que las imágenes ópticas HST, y algunos objetos profundamente incrustados que no se detectan en la óptica, por lo tanto, aparecen en rojo en la imagen combinada.
Midiendo el tamaño y el brillo infrarrojo de cada uno de estos objetos "ocultos", los astrónomos pudieron distinguir las estrellas de los cúmulos estelares; cuentan no menos de 115 grupos. También fue posible derivar sus edades: alrededor de 50 de ellos son muy jóvenes en términos astronómicos, menos de 20 millones de años. La distribución de las masas de las estrellas del cúmulo se asemeja a la observada en los cúmulos en otras galaxias de estallido estelar, pero la gran cantidad de cúmulos y estrellas jóvenes es extraordinaria en una galaxia tan pequeña como NGC 5253.
Cuando se obtienen imágenes de NGC 5253 a longitudes de onda progresivamente más largas, cf. Foto de ESO PR 31c / 04, que se tomó con el VLT en la banda L (longitud de onda 3.7 m), la galaxia se ve bastante diferente. Ya no muestra la riqueza de las fuentes vistas en la imagen de la banda K y ahora está dominada por un solo objeto brillante. Mediante una gran cantidad de observaciones en diferentes regiones de longitud de onda, desde la óptica hasta la radio, los astrónomos descubren que este único objeto emite tanta energía en la parte infrarroja del espectro como lo hace toda la galaxia en la región óptica. La cantidad de energía irradiada a diferentes longitudes de onda muestra que es un cúmulo estelar joven (unos pocos millones de años), muy masivo (más de un millón de masas solares), incrustado en una nube de polvo denso y pesado (más de 100,000 masas solares de polvo ; la emisión vista en PR Photo 31c / 04 proviene de este polvo).
Una vista hacia los inicios
Estos resultados muestran que una galaxia tan pequeña como NGC 5253, casi 100 veces más pequeña que nuestra galaxia, la Vía Láctea, puede producir cientos de cúmulos estelares compactos. El más joven de estos grupos todavía está profundamente incrustado en sus nubes natales, pero cuando se observa con instrumentos sensibles al infrarrojo como ISAAC en el VLT, se destacan como objetos muy brillantes.
El más masivo de estos cúmulos tiene alrededor de un millón de masas solares y brilla hasta 5000 estrellas masivas muy brillantes. Bien puede ser muy similar a los progenitores en el Universo temprano de los viejos cúmulos globulares que ahora observamos en grandes galaxias como la Vía Láctea. En este sentido, NGC 5253 nos proporciona una visión directa de nuestros propios comienzos.
Nota
[1] El grupo está formado por Giovanni Cresci (Universidad de Florencia, Italia), Leonardo Vanzi (ESO-Chile) y Marc Sauvage (CEA / DSN / DAPNIA, Saclay, Francia). Más detalles sobre la presente investigación están disponibles en un documento de investigación ("La población del Cúmulo Estelar de NGC 5253" por G. Cresci et al.) Que aparecerá pronto en la revista líder de investigación Astronomy & Astrophysics (una preimpresión está disponible como astro-ph / 0411486).
Fuente original: Comunicado de prensa de ESO
Aquí hay más información sobre cómo se forman las estrellas.
