Esta galaxia enana cercana ha estado sola durante casi toda la era del universo.

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 permite está el estudio de 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 lejos como para que los telescopios puedan capturar varios a la vez. Un buen ejemplo es la galaxia enana Wolf-Lundmark-Melotte (WLM) vecina a la Vía Láctea.

Kristen McQuinn, profesora asistente de astrofísica en la Universidad de Rutgers, es científica líder en el programa Webb ERS cuyo trabajo se centra en los RST. Recientemente, habló con Natasha Piro, especialista senior en comunicaciones de la NASA, sobre cómo JWST ha permitido nuevos estudios de WLM. Las observaciones mejoradas de Webb revelaron que esta galaxia no interactuaba con otras galaxias en los viejos dias. Según McQuinn, esto lo convierte en un excelente candidato para que los astrónomos prueben las teorías de formación y evolución de galaxias. Estos son los aspectos más destacados de esta entrevista:

Acerca de WLM

El WLM está a unos 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 generalmente están entrelazadas con la Vía Láctea, lo que indica que se están fusionando. Esto los hace más difíciles de estudiar ya que su población de estrellas y nubes de gas no se puede distinguir por completo de la nuestra.

Otra cosa importante sobre WLM es que tiene pocos elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio (que eran muy comunes 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 esas 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 repelido estos elementos a lo largo del tiempo. Este proceso se conoce como “viento galáctico” 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 hasta la fecha. Previamente, la galaxia enana fue fotografiada por el Infrared Imager (IAC) del 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 de instrumentos avanzados de Webb brindan una vista mucho más profunda que puede diferenciar entre estrellas y características individuales.

Como lo describió McQuinn, “Podemos ver una miríada de estrellas individuales de diferentes colores, tamaños, temperaturas, edades y etapas de evolución; nubes interesantes de gas nebular en la galaxia; estrellas prominentes con picos de difracción de Webb y galaxias de fondo con características como las colas de las mareas. Realmente es una imagen magnífica.

El programa ERS

Como explicó McQuinn, el objetivo 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 formación estelar en 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 formadora de estrellas WLM.

La población de estrellas de baja masa en WLM lo hace particularmente interesante porque tienen una vida muy larga, lo que significa que algunas de las estrellas que se ven allí hoy pueden haberse formado en el universo primitivo. “Al determinar las propiedades de estas estrellas de baja masa (como su edad), podemos comprender mejor lo que sucedió en un pasado muy distante”, 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 el WLM galaxia enana para calibrar el JWST para garantizar que pueda medir el brillo de las estrellas con precisión milimétrica, 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 de la Ronda 2 (27 de enero de 2023).

El Telescopio Espacial James Webb ha estado en el espacio por menos de un año, pero ya ha demostrado ser invaluable. Las impresionantes vistas del cosmos que proporcionó 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 revolucionarios. Antes del final de su misión prevista de diez años (que podría extenderse a veinte años), se esperan avances verdaderamente revolucionarios.