Esta imagen muestra la galaxia NGC 6744, a unos 30 millones de años luz de distancia. Es una de las 50 galaxias observadas como parte del Legacy Extragalctic UV Survey (LEGUS) del Telescopio Espacial Hubble, el más agudo, estudio de luz ultravioleta más completo de las galaxias formadoras de estrellas en el Universo cercano, ofreciendo un recurso extenso para comprender las complejidades de la formación de estrellas y la evolución de las galaxias. La imagen es un compuesto que utiliza luz ultravioleta y luz visible, reunidos con la cámara de campo amplio 3 y la cámara avanzada para encuestas del Hubble. Crédito:NASA, ESA, y el equipo de LEGUS
Aprovechando la incomparable nitidez y el rango espectral del telescopio espacial Hubble de la NASA, un equipo internacional de astrónomos está lanzando el más completo, estudio de alta resolución con luz ultravioleta de galaxias cercanas en formación de estrellas.
Los investigadores combinaron nuevas observaciones del Hubble con imágenes de archivo del Hubble para 50 galaxias espirales y enanas formadoras de estrellas en el universo local. ofreciendo un recurso grande y extenso para comprender las complejidades de la formación de estrellas y la evolución de las galaxias. El proyecto, llamado Legacy ExtraGalactic UV Survey (LEGUS), ha acumulado catálogos de estrellas para cada una de las galaxias LEGUS y catálogos de cúmulos para 30 de las galaxias, así como imágenes de las propias galaxias. Los datos proporcionan información detallada sobre jóvenes, estrellas masivas y cúmulos estelares, y cómo su entorno afecta su desarrollo.
"Nunca antes ha habido un cúmulo de estrellas y un catálogo estelar que incluye observaciones en luz ultravioleta, "explicó la líder de la encuesta, Daniela Calzetti, de la Universidad de Massachusetts, Amherst. "La luz ultravioleta es un indicador importante de las poblaciones de estrellas más jóvenes y calientes, que los astrónomos necesitan para derivar las edades de las estrellas y obtener una historia estelar completa. La sinergia de los dos catálogos combinados ofrece un potencial sin precedentes para comprender la formación de estrellas ".
Cómo se forman las estrellas sigue siendo una cuestión desconcertante en astronomía. "Gran parte de la luz que obtenemos del universo proviene de las estrellas, y, sin embargo, todavía no entendemos muchos aspectos de cómo se forman las estrellas, "dijo la miembro del equipo Elena Sabbi del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland. "Esto es incluso clave para nuestra existencia:sabemos que la vida no estaría aquí si no tuviéramos una estrella alrededor".
El equipo de investigación seleccionó cuidadosamente los objetivos LEGUS de entre 500 galaxias, compilado en estudios en tierra, ubicado entre 11 millones y 58 millones de años luz de la Tierra. Los miembros del equipo eligieron las galaxias en función de su masa, tasa de formación de estrellas, y abundancia de elementos que son más pesados que el hidrógeno y el helio. El catálogo de objetos ultravioleta recolectado por la nave espacial Galaxy Evolution Explorer (GALEX) de la NASA también ayudó a trazar el camino para el estudio del Hubble.
UGCA 281 es una galaxia enana compacta azul ubicada en la constelación de Canes Venatici. Dentro de ella, dos cúmulos de estrellas gigantes aparecen de un blanco brillante y están envueltos por nubes verdosas de gas hidrógeno. Estos cúmulos son responsables de la mayor parte de la formación estelar reciente en UGCA 281; el resto de la galaxia está compuesto por estrellas más viejas y parece de color más rojo. Los objetos rojizos del fondo son galaxias de fondo que aparecen a través de la galaxia enana difusa. La imagen es un compuesto que utiliza luz ultravioleta y luz visible, reunidos con la cámara de campo amplio 3 y la cámara avanzada para encuestas del Hubble. Crédito:NASA, ESA, y el equipo de LEGUS
El equipo utilizó la cámara de campo amplio 3 del Hubble y la cámara avanzada para encuestas durante un período de un año para tomar imágenes de luz visible y ultravioleta de las galaxias y sus estrellas jóvenes más masivas y cúmulos de estrellas. Los investigadores también agregaron imágenes de archivo de luz visible para proporcionar una imagen completa.
Los catálogos de cúmulos estelares contienen alrededor de 8, 000 grupos de jóvenes cuyas edades oscilan entre 1 millón y aproximadamente 500 millones de años. Estos agrupamientos estelares son hasta 10 veces más masivos que los cúmulos más grandes vistos en nuestra galaxia, la Vía Láctea.
Los catálogos de estrellas comprenden alrededor de 39 millones de estrellas que son al menos cinco veces más masivas que nuestro Sol. Las estrellas en las imágenes de luz visible tienen entre 1 millón y varios miles de millones de años; las estrellas mas jovenes, aquellos entre 1 millón y 100 millones de años, brillan de manera prominente en la luz ultravioleta.
Los datos del Hubble proporcionan toda la información para analizar estas galaxias, explicaron los investigadores. "También ofrecemos modelos informáticos para ayudar a los astrónomos a interpretar los datos de los catálogos de estrellas y cúmulos, "Dijo Sabbi." Investigadores, por ejemplo, puede investigar cómo se produjo la formación de estrellas en una galaxia específica o en un conjunto de galaxias. Pueden correlacionar las propiedades de las galaxias con su formación estelar. Pueden derivar la historia de formación estelar de las galaxias. Las imágenes de luz ultravioleta también pueden ayudar a los astrónomos a identificar las estrellas progenitoras de las supernovas que se encuentran en los datos ".
Una de las preguntas clave que la encuesta puede ayudar a responder a los astrónomos es la conexión entre la formación de estrellas y las estructuras principales. como brazos en espiral, que componen una galaxia.
Estas seis imágenes representan la variedad de regiones de formación de estrellas en galaxias cercanas. Las galaxias son parte del Legacy Extragaláctico UV Survey (LEGUS) del Telescopio Espacial Hubble, el más agudo, estudio de luz ultravioleta más completo de las galaxias formadoras de estrellas en el universo cercano. El estudio LEGUS combina nuevas observaciones del Hubble con imágenes de archivo del Hubble para 50 galaxias espirales y enanas cercanas formadoras de estrellas. ofreciendo un recurso grande y extenso para comprender las complejidades de la formación de estrellas y la evolución de las galaxias. Los astrónomos están publicando los catálogos de estrellas para cada una de las galaxias LEGUS y catálogos de cúmulos para 30 de las galaxias, así como imágenes de las propias galaxias. Los catálogos proporcionan información detallada sobre jóvenes, estrellas masivas y cúmulos estelares, y cómo su entorno afecta su desarrollo. Las seis imágenes consisten en dos galaxias enanas (UGC 5340 y UGCA 281) y cuatro grandes galaxias espirales (NGC 3368, NGC 3627, NGC 6744, y NGC 4258). Las imágenes son una combinación de luz ultravioleta y luz visible de la cámara de campo amplio 3 y la cámara avanzada para encuestas del Hubble. Todas las galaxias están experimentando una vigorosa formación de estrellas y cúmulos estelares. Uno de los objetivos de LEGUS es tomar muestras de las regiones de formación de estrellas en cada galaxia. Debido a que las galaxias están relativamente cerca de la Tierra, El Hubble puede resolver estrellas individuales. El nacimiento de estrellas más intenso y más reciente en las galaxias enanas se concentra lejos del centro. En UGC 5340, aparece un bolsillo de rápido nacimiento de estrellas en la esquina inferior derecha, y puede haber sido provocado por una interacción gravitacional con una galaxia compañera invisible. La formación de estrellas está presente en todo el cuerpo de UGC 5340, y las estrellas relativamente jóvenes son responsables del color blanco azulado de la galaxia. En UGCA 281, dos cúmulos de estrellas gigantes aparecen de un blanco brillante y están envueltos por nubes verdosas de gas hidrógeno. Estos cúmulos son responsables de la mayor parte de la formación estelar reciente en UGCA 281; el resto de la galaxia está compuesto por estrellas más viejas y parece de color más rojo que UGC 5340. Los objetos rojizos en las imágenes de las galaxias enanas son galaxias de fondo que aparecen a través de estos objetos difusos. En las galaxias espirales se está produciendo una ola de formación de estrellas a lo largo de los filamentos oscuros que forman los brazos espirales. Las estrellas incipientes iluminan el gas hidrógeno circundante, haciendo que las estrellas parezcan rosadas. El nacimiento de estrellas comienza en los brazos espirales internos y se mueve hacia afuera. Las regiones de color blanco lechoso en el centro de estas galaxias representan el brillo de innumerables estrellas. Los cúmulos de estrellas en estas galaxias varían en edad desde 1 millón hasta aproximadamente 500 millones de años. Estos agrupamientos estelares son hasta 10 veces más masivos que los cúmulos más grandes vistos en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Las estrellas de las galaxias que se pueden detectar en las imágenes varían desde el tamaño de nuestro Sol hasta más de 100 veces la masa de nuestro Sol. Tienen entre 1 millón y varios miles de millones de años. Las seis galaxias se encuentran entre 19 y 42 millones de años luz de la Tierra. Fueron observados entre enero de 2014 y julio de 2014. Crédito:NASA, ESA, y el equipo de LEGUS
"Cuando miramos una galaxia espiral, por lo general, no solo vemos una distribución aleatoria de estrellas, ", Dijo Calzetti." Es una estructura muy ordenada, ya sean brazos en espiral o anillos, y eso es particularmente cierto con las poblaciones estelares más jóvenes. Por otra parte, Existen múltiples teorías en competencia para conectar las estrellas individuales en cúmulos estelares individuales con estas estructuras ordenadas.
"Al ver las galaxias con muy buen detalle, los cúmulos de estrellas, al mismo tiempo que se muestra la conexión con las estructuras más grandes, estamos tratando de identificar los parámetros físicos subyacentes a este orden de poblaciones estelares dentro de las galaxias. Getting the final link between gas and star formation is key for understanding galaxy evolution."
Team member Linda Smith of the European Space Agency (ESA) and the Space Telescope Science Institute, added:"We're looking at the effects of the environment, particularly with star clusters, and how their survival is linked to the environment around them."
The LEGUS survey will also help astronomers interpret views of galaxies in the distant universe, where the ultraviolet glow from young stars is stretched to infrared wavelengths due to the expansion of space. "The data in the star and cluster catalogs of these nearby galaxies will help pave the way for what we see with NASA's upcoming infrared observatory, el telescopio espacial James Webb, developed in partnership with ESA and the Canadian Space Agency (CSA), " Sabbi said.
Webb observations would be complementary to the LEGUS views. The space observatory will penetrate dusty stellar cocoons to reveal the infrared glow of infant stars, which cannot be seen in visible- and ultraviolet-light images. "Webb will be able to see how star formation propagates over a galaxy, " Sabbi continued. "If you have information on the gas properties, you can really connect the points and see where, cuando, and how star formation happens."
