En el borde de nuestra galaxia se ha observado una intensa actividad de formación estelar

En el borde de nuestra Galaxia, en un entorno galáctico muy diferente al que nos encontramos, el telescopio espacial James Webb observó una región de formación estelar con un detalle nunca antes logrado.

Digel 2s
Imagen de la región de formación estelar en la nube molecular Digel Cloud 2S en el borde de nuestra galaxia. La imagen fue obtenida con los instrumentos MIRI y NIRCam del Telescopio Espacial James Webb. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, M. Ressler (JPL).

Existe una rama de la investigación astronómica que podríamos definir como “astronomía de la era evolutiva”, parafraseando a la conocida rama de la psicología conocida como “psicología de la era evolutiva”.

Los psicólogos estudian el comportamiento humano en diferentes etapas evolutivas y cómo este comportamiento puede verse influenciado de manera diferente por las características del entorno social durante el desarrollo.

De igual forma, existe un campo de investigación en astronomía que estudia la formación de estrellas y cómo esta puede verse influenciada por las características del entorno en el que se produce la formación.

Cómo se forman las estrellas

El mecanismo de formación de estrellas es universal, pero con características muy diferentes según el momento en que se produjo la formación, en el universo actual o en el primordial, y según las características de la región del espacio en la que se produce el proceso de formación.

Los ingredientes para el nacimiento de una estrella son el gas y el polvo. Estos ingredientes se pueden encontrar en cantidades suficientes para el proceso de formación de estrellas en nubes moleculares gigantes. Las inestabilidades gravitacionales dentro de la nube provocan un colapso de la nube o de parte de ella, con la formación de fragmentos, cada uno de los cuales, tras un mayor colapso, dará vida a una sola estrella o a un sistema múltiple, es decir, varias estrellas unidas gravitacionalmente entre sí.

Las condiciones ambientales

Si el mecanismo es universal, puede haber varias razones por las que el colapso comience en un momento dado. Dentro de la nube, las fluctuaciones estadísticas pueden crear un espesamiento momentáneo que puede provocar un colapso y, por tanto, iniciar el proceso de formación de estrellas.

Fuera de la nube, la onda de choque producida por la explosión de una supernova puede crear los cúmulos iniciales que conducen al colapso gravitacional.

Dentro de la misma región de formación, la intensa radiación y los vientos generados por las estrellas más masivas pueden ser la causa.

Pero incluso la colisión entre dos galaxias generalmente crea las condiciones para una intensa actividad de formación.

En distintos entornos pueden existir distintas causas que determinen el inicio del proceso de formación estelar.

Los diferentes entornos, especialmente si se encuentran a diferentes distancias cosmológicas, también se caracterizan por una composición química diferente. Esto también juega un papel clave en el proceso de formación de estrellas. En el universo tan joven, sólo el hidrógeno y el helio estaban disponibles como ingredientes para la formación de estrellas. En el universo actual, además del hidrógeno y el helio, también se encuentran metales y polvo como otros ingredientes.

nubes Digel
Comparación entre una imagen anterior de la región de formación estelar en Digel Cloud 2S tomada por el telescopio Spitzer (izquierda) y una reciente de James Webb (derecha). Crédito: N. Izumi et al., Astronomical Journal, 2024; Animación: E. Siegel.

Para una mayor comprensión del proceso de formación, al astrónomo le interesa estudiarlo en diferentes ambientes, para ver las diferencias. Buscamos y estudiamos regiones de formación estelar en las primeras galaxias, y poco a poco en otras más recientes. Buscamos regiones de formación en diferentes entornos, cerca de supernovas o en regiones de colisiones entre galaxias.

Incluso en nuestra galaxia, la formación se estudia cerca del Sol, en el interior de los brazos espirales, ricos en polvo y gas, pero también en las regiones más externas.

Intensa actividad de formación en el borde de la galaxia

El poder de resolución del telescopio James Webb y su capacidad de observar a través del polvo, aprovechando la banda infrarroja, han permitido a los astrónomos observar las regiones más exteriores de nuestra galaxia.

Aquí descubrieron regiones de intensa actividad de formación estelar. Estos son entornos muy diferentes a los cercanos al Sol.

Un equipo de investigadores, dirigido por el astrónomo Izumi Natsuko del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sínica (Taipei, TW) publicó los resultados de una investigación basada en observaciones recientes de la nube molecular Digel Cloud 2S en el Astrophysical Journal. Se trata de una nube en el borde de nuestra galaxia, en un entorno muy diferente al que se encuentra el Sol. La nube fue conocida y observada en el pasado con telescopios desde la Tierra y el espacio. Sin embargo, nunca antes había sido posible obtener imágenes muy detalladas de la región de formación presente en el mismo.

Estos hallazgos brindan la posibilidad de estudiar cómo diferentes ambientes, en este caso pobres en polvo y metales, influyen en el proceso de formación.

Fuentes y referencias de la noticia:

- "Overview Results of JWST Observations of Star-forming Clusters in the Extreme Outer Galaxy", I. Natsuko et al. ApJ, 2024 - https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ad4e2e