Agencias/Ciudad de México.- Un consorcio internacional de 120 científicos apuntó el telescopio espacial Webb hacia la Barra de Orión, en lo profundo de la Nebulosa de Orión, y recopiló un tesoro de imágenes y datos espectroscópicos.

El objetivo principal del programa PDRs4All –que incluye astrónomos, físicos y químicos– es revelar los procesos físicos y químicos detallados que son relevantes para la formación de estrellas y planetas.

En el caso de la Barra de Orión, el equipo ha publicado ahora seis artículos en la revista Astronomy & Astrophysics que presentan una descripción general de su trabajo hasta la fecha y la primera inmersión profunda en los detalles esenciales de lo que está sucediendo allí.

Muchos de los procesos clave en el espacio interestelar ocurren en las llamadas regiones de fotodisociación (PDR, de ahí el nombre del programa PDRs4All), donde la física y la química están completamente determinadas por la interacción entre la radiación ultravioleta con el gas y el polvo. La Barra de Orión es el PDR más cercano que ofrece su cara más útil y fotogénica para estudiar estos procesos a pequeñas escalas físicas.

Los datos son increíbles y servirán como punto de referencia para la investigación astrofísica en las próximas décadas“, afirmó Els Peeters, astrofísica de la Western University y miembro del consorcio. “Hasta ahora, hemos explorado sólo una pequeña fracción de los datos, y esto ya ha dado lugar a varios descubrimientos importantes y sorprendentes”.

Con una masa 2,000 veces mayor que la del Sol, y visible a simple vista, la Nebulosa de Orión es la región de formación estelar masiva más cercana y, por tanto, es uno de los objetos más examinados y fotografiados de la Vía Láctea, y uno de los favoritos del público. Objetos en el cielo nocturno.

Las imágenes de Webb no se parecen a ningún otro conjunto, impresionantes por los increíbles detalles que revelan, mostrando todo tipo de filamentos y crestas de diferentes formas y colores, salpicados de varios pequeños discos de formación de planetas.

Dentro de la Nebulosa de Orión se encuentra la Barra de Orión, una característica afilada, diagonal y en forma de cresta de gas y polvo. La Barra de Orión es esencialmente el borde de una burbuja astronómicamente grande tallada por algunas de las estrellas masivas que alimentan la nebulosa.

“Los mismos detalles estructurales que dan a estas imágenes su atractivo estético revelan una estructura más complicada de lo que pensábamos originalmente: con gas y polvo en primer plano y en segundo plano, lo que dificulta un poco el análisis. Pero estas imágenes son de tal calidad que podemos separar bien estas regiones y revelar que el borde de la Barra de Orión es muy empinado, como un enorme muro, como predicen las teorías”, explica en un comunicado Emile Habart, astrónomo de la Universidad de Paris-Saclay y cordirector de PDRs4All.

Peeters, que también fue una autora importante en la nueva serie de estudios de Astronomy and y Astrophysics, utilizó datos espectroscópicos del infrarrojo cercano de la barra de Orión para llevar la investigación a un nivel completamente nuevo.

“Estas imágenes tienen detalles tan increíbles que las analizaremos durante muchos años”, dijo.

Las observaciones espectroscópicas dividen la luz en función del color y revelan muchos picos agudos que son huellas dactilares de diversos compuestos químicos en la luz infrarroja recogida. Un análisis cuidadoso de estas huellas dactilares permite a los investigadores investigar la composición química de la nebulosa, pero hay mucho más: se pueden usar diferentes combinaciones de estas huellas dactilares para medir la temperatura local, la densidad y la intensidad del campo de radiación, y al medirlas para Para cada píxel, Peeters creó mapas de cómo cambian estas cantidades en la barra de Orión.

El programa JWST ERS en Orion Bar PDR brinda acceso a espectroscopia IFU con NIRSpec y MIRI que se publicarán en otros artículos. La espectroscopia IFU proporciona información sobre las condiciones físicas locales del gas (temperatura, densidad y presión), las propiedades del polvo y la composición química del medio irradiado cálido y muy estructurado. Será posible sondear las propiedades del polvo y las condiciones físicas en las densas subestructuras detectadas con imágenes NIRCam y MIRI descritas en este artículo. Estas limitaciones de las condiciones físicas pueden permitirnos comprender mejor los efectos dinámicos en los PDR, como las ondas de compresión y los flujos fotoevaporativos.

“El conjunto de datos espectroscópicos cubre un área mucho más pequeña del cielo en comparación con las imágenes, pero contiene mucha más información. Una imagen vale más que mil palabras, pero nosotros, los astrónomos, decimos medio en broma que un espectro vale más que mil imágenes“, afirmó Peeters, que midió no menos de 600 huellas dactilares espectroscópicas y las utilizó para mejorar enormemente los modelos PDR existentes.

Los datos resultantes y los modelos PDR mejorados se presentaron en el segundo estudio de Astronomy and Astrophysics, dirigido por Peeters.

“Lo que hace que la barra de Orión sea verdaderamente única es su geometría de borde, que nos brinda un asiento al lado del ring para estudiar con exquisito detalle los diferentes procesos físicos y químicos que ocurren a medida que pasamos de la región ionizada dura y muy expuesta a regiones más protegidas donde se puede formar gas molecular”, dijo Cami. “Este artículo es un ‘tour de force’ y requirió un verdadero esfuerzo hercúleo para completarlo, y es un paso adelante en nuestra comprensión de cómo los cambios en el entorno físico afectan la química y viceversa”.

Este estudio ofrece un conjunto de datos sin precedentes para comparar y transformar los modelos físico-químicos y dinámicos de PDR para la era JWST. Se proporciona un paso fundamental en nuestra comprensión de la interacción de los fotones FUV con las nubes moleculares y el papel de la irradiación FUV a lo largo de la secuencia de formación estelar.

Una de las características más llamativas observadas en todas nuestras imágenes NIR-CAM y MIRI es que los bordes de las nubes moleculares aparecen estructurados a pequeñas escalas. Se observan numerosos patrones, como crestas, ondas y glóbulos. Esto resalta una superficie de nube irradiada muy intrincada (muy probablemente turbulenta) y estructuras subdensas a escalas tan pequeñas que eran inaccesibles para observaciones IR anteriores. En las capas extendidas del PDR se detectan varias características de emisión brillante asociadas con entornos altamente irradiados de densas condensaciones moleculares, estrellas jóvenes incrustadas y discos protoplanetarios fotoevaporados.

 

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