La belleza de la galaxia en formación estelar

Nunca antes había visto una imagen de Galaxy como esta.¡No había ninguno!Esta imagen destaca la región de formación de estrellas de una galaxia cercana (más o menos).Todavía hay muchas preguntas sin respuesta sobre cómo se forman realmente las estrellas.Para responder a estas preguntas, estamos observando galaxias que están formando estrellas activamente dentro de nubes de gas masivas.Hasta hace poco, no teníamos la resolución necesaria para obtener imágenes claras de las propias nubes de gas individuales.Sin embargo, la imagen lanzada en el proyecto llamadoFranciaEn una colaboración entre el supertelescopio del Observatorio Europeo Austral y Atacama ALMA (Large mm/Submillmeter Array) (física a alta resolución angular de galaxias cercanas), hemos visto detalles nunca antes vistos de nubes de formación estelar en otras galaxias. .

nubes de polvo de estrellas

Las estrellas se forman a partir de nubes macromoleculares (GMC) compuestas principalmente de hidrógeno molecular (H).₂).El gas en esta nube colapsa bajo la gravedad para eventualmente formar una esfera densa.A medida que aumentan la densidad y la presión, el calor dentro de esta esfera permite la fusión nuclear, fusionando hidrógeno en helio. ¡Ha nacido una estrella!Pero, ¿qué causa la descomposición inicial del gas?¿Las nubes en la misma galaxia tienen diferentes tasas de formación estelar?¿Cuán diversas son las nubes mismas?Estos son todos los campos de formación estelar de los que no estamos del todo seguros.Entra Pance.

Colmillos de investigadorHas elegido una galaxia objetivoUtiliza varios requisitos previos.Las galaxias tenían que estar lo suficientemente cerca para ser fotografiadas con la resolución requerida para ver los GMC individuales.Por lo tanto, todos los objetivos están dentro de los 17 millones de parsecs (alrededor de 55 millones de años luz) de nuestra galaxia.Las galaxias tampoco se inclinan demasiado para proporcionar una línea de visión clara en el disco de la galaxia objetivo.Y quizás lo más importante, la galaxia objetivo está activamente formando estrellas.Como “galaxias de secuencia principal”, estas galaxias no tienen interacción gravitacional externa de galaxias cercanas ofusión galácticaAmbos pueden desencadenar llamadas violentas de formación de estrellas.estallido de estrellas.Más bien, la galaxia está formando estrellas a través de procesos dentro de la galaxia.Noventa de esas galaxias cumplieron con los criterios y fueron seleccionadas para la investigación.

frío y oscuro

El descubrimiento de regiones de formación estelar en la galaxia objetivo se logra mediante una combinación de búsqueda de gases calientes y fríos calentados por estrellas recién formadas.Las GMC frías que dan lugar a nuevas estrellas se denominan viveros estelares.Pueden variar de decenas a cientos de años luz de diámetro con una masa equivalente a miles de soles.Pero el hidrógeno del que se forman estas nubes es difícil de ver.El hidrógeno brilla y se puede detectar fácilmente cuando se expone a la energía, mientras que el hidrógeno frío acecha en la oscuridad del espacio.Sin embargo, GMC también contiene monóxido de carbono (CO), que es más detectable que el hidrógeno en estado frío.En GMC, se entiende que la proporción de CO a hidrógeno es constante, por lo que la cantidad de moléculas de CO detectadas puede indicar cuánto hidrógeno está presente en una nube determinada.Esta es la señal de CO que busca ALMA.

Una vez que el hidrógeno es excitado por la energía de una estrella joven recién formada, emite una luz conocida como hidrógeno alfa.H-alfa es la característica más brillante en el espectro de hidrógeno brillante y es cómo observamos gran parte del universo.La combinación de mapas fríos y calientes de este GMC de otras galaxias revela el entorno de formación estelar.un instrumento llamadomusaEn el supertelescopio, ALMA mapea el H-alfa resplandeciente que detecta emisiones frías de CO.La parte más pequeña de la galaxia objetivo resuelta por ALMA tiene unos 100 parsecs (unos 326 años luz) de diámetro.Los estudios han demostrado que el GMC objetivo también tiene un diámetro de aproximadamente 100 parsecs, por lo que esta es una resolución de “escala de nube”.Con esta resolución, las nubes se pueden distinguir como estructuras individuales separadas del resto de la galaxia de origen.

Mapas de próxima generación

Los VLT toman imágenes con luz óptica, mientras que ALMA ve galaxias distantes con ondas infrarrojas y de radio.Esta longitud de onda es útil para observar estructuras que no se pueden ver en longitudes de onda ópticas, como los gases fríos.Pero hay desventajas.Las longitudes de onda ópticas pueden proporcionar una resolución más fina para la obtención de imágenes, lo que normalmente crea un equilibrio entre visibilidad y resolución.Un logro impresionante de esta iniciativa es que estas nuevas imágenes de ALMA alcanzan resoluciones infrarrojas e inalámbricas cercanas a la resolución óptica.La resolución óptica del VLT y la adición de datos del Telescopio Espacial Hubble a las otras imágenes mejoran aún más la imagen.

La cantidad de detalles es increíble.Este es un mosaico, no una sola imagen de cada galaxia.para comparacion,Mirador de TrotierDonde trabajo, puedo tomar un mosaico de seis fotografías de Andrómeda, una galaxia mucho más cercana, a 2,4 millones de años luz de distancia.Representada en el proyecto PHANGS-ALMA, cada galaxia es un mosaico de hasta doscientas imágenes individuales, a pesar de estar a decenas de millones de años luz de distancia.El proceso de obtener imágenes de las 90 galaxias con ese nivel de detalle tomó un total de seis años, lo que resultó en un nuevo atlas de Star Nursery, la próxima generación de estrellas que nacerá en el espacio.

El vivero de 100.000 estrellas se filmó entre 90 galaxias objetivo.Los hallazgos muestran que la ubicación de las galaxias puede cambiar la naturaleza de la formación estelar.Las nubes en la región central de la galaxia son más pesadas, más densas y más turbulentas que las nubes más lejanas en el disco galáctico.La velocidad a la que una nube forma una estrella y su eventual disipación a medida que las nuevas estrellas expulsan el gas parecen depender de dónde reside la nube en su galaxia de origen.

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Las instalaciones necesarias para capturar estas imágenes son poderosas y muy hermosas por sí mismas.que un gran telescopio,Alma66 platos repartidos por la meseta de Chainantor en el desierto de Atacama, Chile.Las señales recopiladas de la matriz se combinan de manera efectiva para formar un plato gigante.Los platos individuales también se pueden reorganizar según las necesidades de un proyecto determinado.tantotelescopio extra grande, también ubicado en Atacama, consta de cuatro telescopios. Dos son espejos de 8,2 my dos son espejos más pequeños de 1,8 m.Al igual que ALMA, los telescopios trabajan juntos de manera efectiva para crear un telescopio más grande.

Aunque esta es la imagen más detallada, la resolución lograda por PHANGS-ALMA apenas alcanzó el umbral necesario para obtener imágenes de los GMC individuales de la galaxia objetivo.Pero ahora estas regiones de formación estelar están mapeadas para que futuros telescopios, como el próximo telescopioTelescopio espacial James WebbYtelescopio extra grande(El próximo será Ultra Large). Es posible volver a visitar estos GMC con suficiente resolución para mirar dentro de las nubes, lo que brinda más información sobre la formación de estrellas.

el origen del universo

Una vez fuimos tú y yo, parte de una gigantesca nube molecular. Tu cuerpo, la computadora en la que estás leyendo esto y todo lo que conforma el planeta en el que vivimos comenzó con una nube gigante de polvo de estrellas.El futuro de la exploración espacial telescópica es muy atractivo.James Webb podrá estudiar la formación de estrellas en galaxias cercanas, así como obtener imágenes de algunas de las primeras estrellas nacidas en el espacio.¡El espejo predeterminado de ELT tiene 39 metros de diámetro!Una cúpula del tamaño de una cancha de fútbol.Estamos en el precipicio de un universo que nunca antes habíamos visto y, en última instancia, hay una nueva comprensión de nuestros propios orígenes en el universo.

Imagen destacada: Imagen de la galaxia NGC 3627 ubicada en la constelación LEO.Los rayos de gas dorados corresponden a nubes de hidrógeno ionizado, mientras que las regiones azuladas representan la distribución de estrellas ligeramente más antiguas.Crédito: ESO/PHANGS