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James Webb captura remolinos de polvo y gas en galaxias cercanas

El Telescopio Espacial James Webb está ayudando a los astrónomos a mirar en las galaxias cercanas y ver las elaboradas estructuras de polvo y gas que son creadas y necesarias para la formación estelar.

El proyecto Physics at High Angular Resolution in Nearby Galaxies, o PHANGS, consiste en utilizar datos de diferentes telescopios para observar galaxias cercanas a nosotros. Mediante el uso de telescopios como el Telescopio Espacial Hubble y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, los investigadores pueden recopilar datos en diferentes longitudes de onda, como la luz visible y las longitudes de onda de radio.

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Ahora, el Telescopio Espacial James Webb puede agregar sus datos al proyecto con su capacidad de mirar en la longitud de onda infrarroja. Mirar en el infrarrojo permite a Webb mirar a través de nubes de polvo que serían opacas en la longitud de onda de la luz visible para ver estructuras como el gas y el polvo que rodean las galaxias.

«Las imágenes de alta resolución necesarias para estudiar estas estructuras han evadido durante mucho tiempo a los astrónomos, es decir, hasta que Webb entró en escena. Las poderosas capacidades infrarrojas de Webb pueden atravesar el polvo para conectar las piezas faltantes del rompecabezas», escriben los científicos de Webb. «Por ejemplo, las longitudes de onda específicas observables por MIRI (7,7 y 11,3 micras) son sensibles a la emisión de hidrocarburos aromáticos policíclicos, que desempeñan un papel crucial en la formación de estrellas y planetas. Estas moléculas fueron detectadas por Webb en las primeras observaciones del programa PHANGS.

Por ejemplo, esta imagen de la galaxia NGC 1433, tomada con el instrumento MIRI de Webb, muestra el resplandor brillante de las estrellas jóvenes en los brazos espirales de la galaxia. Estas estrellas emiten radiación que expulsa el polvo y el gas, esculpiéndolo en formas que luego brillan en el rango infrarrojo en el que opera Webb.

La galaxia espiral barrada NGC 1433 adquiere un aspecto completamente nuevo cuando es observada por el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) de Webb.
Esta imagen tomada por el Telescopio Espacial James Webb de la NASA / ESA / CSA muestra una de un total de 19 galaxias objetivo de estudio por la colaboración Physics at High Angular Resolution in Nearby Galaxies (PHANGS). La cercana galaxia espiral barrada NGC 1433 adquiere un aspecto completamente nuevo cuando es observada por el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) de Webb. NASA, ESA, CSA, y J. Lee (NOIRLab), A. Pagan (STScI)

La siguiente imagen muestra la galaxia NGC 7496, también tomada con el instrumento MIRI de Webb. Esta galaxia espiral barrada tiene una región central ocupada llamada núcleo galáctico activo que brilla intensamente y está flanqueada por dos brazos espirales brillantes. Las formas esculpidas de los brazos espirales se deben a filamentos de gas que se extienden alrededor de enormes burbujas de gas.

Los brazos espirales de NGC 7496 están llenos de burbujas cavernosas y conchas que se superponen entre sí en esta imagen del Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) de Webb.
NGC 7496 se encuentra a más de 24 millones de años luz de distancia de la Tierra en la constelación de Grus. En esta imagen de NGC 7496, se asignaron azul, verde y rojo a los datos MIRI de Webb a 7.7, 10 y 11.3, y 21 micras (los filtros F770W, F1000W y F1130W, y F2100W, respectivamente). NASA, ESA, CSA, y J. Lee (NOIRLab), A. Pagan (STScI)

Hasta ahora, Webb ha recopilado datos de cinco galaxias cercanas, con más observaciones de un total de 19 galaxias por venir en el futuro.

La investigación se publica en The Astrophysical Journal Letters.

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Esta imagen combina datos de la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) y el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) de Webb. El rango de infrarrojo cercano muestra características como las muchas estrellas en el fondo y las estrellas recién formadas que son visibles como puntos naranjas alrededor de los pilares de polvo, mientras que el rango de infrarrojo medio muestra las capas de polvo que se muestran en colores que van desde naranja a índigo dependiendo de su densidad.

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Al reunir observaciones basadas en el espacio y observaciones terrestres, los investigadores pudieron ver cómo cambiaron las nubes. Webb recopiló datos en el infrarrojo utilizando su instrumento de cámara de infrarrojo cercano (NIRCam), y Keck proporcionó imágenes de confirmación también en el infrarrojo cercano dos días después. "Nos preocupaba que las nubes desaparecieran cuando miramos a Titán uno y dos días después con Keck, pero para nuestro deleite había nubes en las mismas posiciones, pareciendo que podrían haber cambiado de forma", dijo el investigador de Keck Imke de Pater en un comunicado.
Imágenes en el infrarrojo cercano de la luna Titán de Saturno, vista por JWST el 4 de noviembre de 2022 (izquierda), seguida del instrumento NIRC2 del Observatorio Keck emparejado con óptica adaptativa el 6 de noviembre de 2022 (centro) y el 7 de noviembre de 2022 (derecha). NASA/STScI/W. M. Keck Observatory/Judy Schmidt
Los investigadores esperaban aprender sobre el clima de Titán, y encontraron que había grandes nubes en el hemisferio norte de la luna. "La detección de nubes es emocionante porque valida las predicciones de larga data de los modelos informáticos sobre el clima de Titán, que las nubes se formarían fácilmente en el hemisferio norte medio durante su final del verano, cuando la superficie es calentada por el Sol", dijo el investigador principal Conor Nixon. Algunas de estas nubes se encuentran cerca de Kraken Mare, un mar de metano líquido en la superficie de la luna.

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