Un faro de luz en remolinos de polvo.

Esta última Imagen del mes del Telescopio Espacial James Webb de NASA/ESA/CSA muestra Messier 77 (M77), una galaxia espiral barrada famosa y apreciada entre los astrónomos por su combinación de relativa proximidad y características espectaculares para estudiar. Se encuentra a 45 millones de años luz de distancia, en la constelación Cetus (La Ballena). Esta nueva imagen del Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) de Webb resalta sus brazos espirales giratorios, el polvo en su disco y su núcleo penetrantemente brillante como nunca antes.

En el corazón de M77 hay una región compacta llena de gas caliente que eclipsa cómodamente al resto de la galaxia en su conjunto, superando incluso la capacidad de captación de luz de las cámaras de Webb. Se trata de un núcleo galáctico activo (AGN) y está impulsado por el agujero negro supermasivo central de M77, que es ocho millones de veces más masivo que nuestro Sol. La fuerte gravedad atrae el gas en las regiones centrales de la galaxia hacia una órbita estrecha y rápida alrededor del agujero negro, donde choca y se calienta, liberando enormes cantidades de radiación.

Las líneas de color naranja brillante que parecen irradiar desde el centro de M77 no son en realidad una característica de la galaxia: son un tipo de distorsión que surge del diseño óptico del telescopio. Llamados picos de difracción, se crean porque la intensa luz del AGN no resuelto se dobla (“difracta”) muy ligeramente en los bordes de los paneles de espejo hexagonales de Webb y alrededor de uno de los puntales que sostienen su espejo secundario. Este patrón distintivo de seis más dos puntas es el mismo para cualquier imagen tomada por Webb. Para que aparezcan picos de difracción, la fuente de luz tiene que ser muy brillante y muy concentrada, por lo que se ven con mayor frecuencia en las estrellas. Pero en algunas galaxias, como ésta, el núcleo es lo suficientemente brillante y compacto como para que también aparezcan picos de difracción.

M77 no sólo es conocida por su AGN fácilmente visible, sino también por ser una galaxia prolífica en formación de estrellas. La imagen en el infrarrojo cercano de M77 revela una barra que se extiende a lo largo de la región central, que no aparece en las imágenes de luz visible de la galaxia. La barra está rodeada por un anillo brillante, llamado anillo starburst, formado por los extremos internos de los dos brazos espirales de M77. Las regiones de explosión estelar en las galaxias se caracterizan por tasas de formación estelar extremadamente altas. Este anillo tiene más de 6.000 años luz de diámetro y muestra estallidos estelares intensos y generalizados, visibles en esta imagen por las burbujas anaranjadas densamente concentradas que rodean el anillo. Dado que M77 está relativamente cerca de la Tierra, este anillo de explosión estelar es un ejemplo muy bien estudiado del fenómeno.

Como galaxia espiral activa, el disco de M77 está lleno de gas y polvo que es a la vez producto y combustible para la futura formación de estrellas. El MIRI de Webb completa nuestra visión de la galaxia con el brillo de los granos de polvo interestelar emitidos en longitudes de onda más largas, que se muestran aquí en azul. El polvo forma un enorme vórtice de filamentos ahumados y arremolinados con cavidades en el medio. Las brillantes burbujas de color naranja talladas por los cúmulos de estrellas recién formados también son visibles a lo largo de los brazos de la galaxia.

Más allá de la visión bastante enfocada de Webb, los brazos de M77 se unen en un débil y extendido anillo de gas hidrógeno de miles de años luz de ancho, donde aún se está produciendo más formación estelar. Vastos y tenues filamentos de gas hidrógeno se extienden a lo largo de este anillo y salen al espacio intergaláctico, formando una capa más externa alrededor de la galaxia. Por la apariencia de tentáculo de estos filamentos, M77 también recibe el nombre de Galaxia Calamar.

Los datos utilizados para crear esta imagen provienen de un programa de observación (#3707) que examinó galaxias masivas cercanas con formación de estrellas para crear un rico conjunto de datos útil para muchas investigaciones científicas. Como se puede ver aquí, la asombrosa resolución de los instrumentos de Webb revela cúmulos de estrellas y ricos depósitos de gas, que pueden usarse para explorar el ciclo de formación estelar, vida y muerte en estas y otras galaxias.

[Descripción de la imagen: Una galaxia espiral mostrada en luz infrarroja media. La imagen está dominada por un brillo extremadamente brillante proveniente del núcleo de la galaxia. Desde el centro se emiten seis rayos de luz grandes y dos más pequeños, que son picos de difracción creados por la óptica del telescopio. Los brazos espirales de la galaxia son visibles mediante dos líneas de burbujas de color naranja brillante que giran hacia el interior del disco. Nubes de polvo azules arremolinadas forman el resto de la galaxia.]

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