Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado el Telescopio Espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA para detectar la primera rica población de candidatas a enanas marrones fuera de la Vía Láctea, en el cúmulo estelar NGC 602.
Cerca de los límites de la Pequeña Nube de Magallanes, una galaxia satélite a unos 200 000 años luz de la Tierra, se encuentra el joven cúmulo estelar NGC 602. El entorno local de este cúmulo es muy similar al que existía en el Universo primitivo, con una abundancia muy baja de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. La existencia de nubes oscuras de polvo denso y su riqueza en gas ionizado también sugieren la presencia de procesos de formación estelar en curso. Junto con su región asociada HII [1], N90, que contiene nubes de hidrógeno atómico ionizado, este cúmulo ofrece una valiosa oportunidad para examinar escenarios de formación estelar en condiciones radicalmente diferentes a las de la vecindad solar.
Un equipo internacional de astrónomos, que incluye a Peter Zeidler, Elena Sabbi, Elena Manjavacas y Antonella Nota, utilizó el telescopio Webb para observar NGC 602 y detectaron candidatos a las primeras enanas marrones jóvenes fuera de nuestra Vía Láctea.
“Solo con la increíble sensibilidad y resolución espacial en el régimen de longitud de onda correcto es posible detectar estos objetos a distancias tan grandes”, comentó el autor principal, Peter Zeidler, de AURA/STScI para la Agencia Espacial Europea. “Esto nunca antes había sido posible y seguirá siendo imposible desde la Tierra en el futuro previsible”.
Las enanas marrones son las primas más masivas de los planetas gaseosos gigantes (normalmente tienen entre 13 y 75 masas de Júpiter, e incluso menos). Flotan libremente, lo que significa que no están ligadas gravitacionalmente a una estrella como los exoplanetas. Sin embargo, algunas comparten características con ellos, como su composición atmosférica y sus patrones de tormentas.
“Hasta ahora, conocíamos unas 3000 enanas marrones, pero todas viven dentro de nuestra galaxia”, añadió Elena Manjavacas, miembro del equipo de AURA/STScI para la Agencia Espacial Europea.
“Este descubrimiento pone de relieve la capacidad de utilizar tanto el Hubble como el Webb para estudiar cúmulos estelares jóvenes”, explicó Antonella Nota, miembro del equipo y directora ejecutiva del Instituto Internacional de Ciencias Espaciales en Suiza, y anterior científica del Proyecto Webb para la ESA. “El Hubble demostró que NGC602 alberga estrellas muy jóvenes de baja masa, pero solo con el Webb podemos comprender finalmente la magnitud y la importancia de la formación de masa subestelar en este cúmulo. ¡El Hubble y el Webb forman un dúo de telescopios increíblemente potente!”.
“Nuestros resultados concuerdan perfectamente con la teoría de que la distribución de masa de los cuerpos por debajo del límite de combustión de hidrógeno es simplemente una continuación de la distribución estelar”, comentó Zeidler. “Parece que se forman de la misma manera, simplemente no acumulan suficiente masa para convertirse en una estrella completamente desarrollada”. Los datos del equipo incluyen una nueva imagen de NGC 602, obtenida con la Cámara de Infrarrojos Cercanos (NIRCam) del telescopio Webb, que resalta las estrellas del cúmulo, los jóvenes objetos estelares y las crestas de gas y polvo circundantes, así como el propio gas y polvo, a la vez que muestra la importante contaminación causada por las galaxias de fondo y otras estrellas en la Pequeña Nube de Magallanes. Estas observaciones se realizaron en abril de 2023.
“Al estudiar las jóvenes enanas marrones pobres en metales recién descubiertas en NGC 602, nos acercamos a desvelar los secretos de cómo se formaron las estrellas y los planetas en las duras condiciones del Universo primitivo”, añadió Elena Sabbi, miembro del equipo del NOIRLab de la NSF, la Universidad de Arizona y el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial.
“Estos son los primeros objetos subestelares fuera de la Vía Láctea”, añadió Manjavacas. “¡Necesitamos estar preparados para nuevos descubrimientos revolucionarios en estos nuevos objetos!”.
Estas observaciones se realizaron como parte del programa JWST GO #2662 (Investigador Principal: P. Zeidler). Los resultados se publicaron en The Astrophysical Journal.
Notas
[1] Algunos de los objetos extendidos más bellos que podemos observar se conocen como regiones HII, también llamadas nebulosas difusas o de emisión. Contienen principalmente hidrógeno ionizado y se encuentran en todo el medio interestelar de la Vía Láctea y otras galaxias.
Más información
Webb es el telescopio más grande y potente jamás lanzado al espacio. En virtud de un acuerdo de colaboración internacional, la ESA proporcionó el servicio de lanzamiento del telescopio, utilizando el vehículo de lanzamiento Ariane 5. En colaboración con sus socios, la ESA fue responsable del desarrollo y la cualificación de las adaptaciones de Ariane 5 para la misión Webb y de la contratación del servicio de lanzamiento por parte de Arianespace. La ESA también proporcionó el potente espectrógrafo NIRSpec y el 50 % del instrumento de infrarrojo medio MIRI, diseñado y construido por un consorcio de institutos europeos financiados con fondos nacionales (el Consorcio Europeo MIRI), en colaboración con el JPL y la Universidad de Arizona.
Webb es una colaboración internacional entre la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).
Crédito de la imagen: ESA/Webb, NASA y CSA, P. Zeidler, E. Sabbi, A. Nota, M. Zamani (ESA/Webb)
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