Desde que los astrónomos vieron por primera vez los brillantes brazos espirales de nuestra Vía Láctea, han surgido numerosas preguntas sobre los procesos que pueden impulsar la evolución de estas imponentes estructuras repletas de estrellas. Estas inquietudes cobran mayor relevancia, ya que el universo observable alberga aproximadamente 2 billones de galaxias, cada una con su propia diversidad en tamaño, forma y composición.
Para obtener una comprensión más profunda de la evolución galáctica, más de 100 astrónomos de más de 80 instituciones alrededor del mundo han solicitado al Telescopio Espacial James Webb (JWST) llevar a cabo un estudio que abarque múltiples épocas, grandes áreas y diversas longitudes de onda en las regiones más interiores de la Vía Láctea. La decodificación de la dinámica del núcleo de nuestra galaxia, conocido como el Centro Galáctico (CG), también debería iluminar lo que está ocurriendo en otras muchas galaxias de nuestro vasto universo.
A pesar de ser una de las áreas más estudiadas del cielo nocturno, el CG de la Vía Láctea sigue siendo un enigma con varias interrogantes sin resolver. Cuando se observa la Vía Láctea, surge la pregunta: ¿qué papel desempeña un agujero negro supermasivo, conocido como Sagitario A*, en la evolución de nuestra galaxia? Además, los científicos se preguntan por qué la formación estelar en nuestra galaxia parece ser más lenta de lo esperado en las frías y oscuras nubes moleculares que la rodean. Otro misterio sin resolver es la naturaleza de los cúmulos estelares centrales de nuestra galaxia.
¿Por qué el JWST?
«El centro de nuestra galaxia es complicado de observar por dos razones», explica Adam Ginsburg, astrónomo de la Universidad de Florida y coautor del estudio. La primera barrera se debe a la densidad del Centro Galáctico, que está repleto de estrellas, haciendo que los telescopios más pequeños tengan dificultades para distinguir entre ellas. La segunda dificultad es que nuestra perspectiva desde la Tierra se ve obstaculizada por grandes nubes de polvo.
El JWST resuelve ambos problemas, comenta Ginsburg. Este telescopio es lo suficientemente grande y tiene una resolución sobresaliente que le permite separar adecuadamente las estrellas. Además, su capacidad para observar en el infrarrojo le permite ver a través del polvo, a diferencia de otros telescopios que están limitados a longitudes de onda de luz visible, que son bloqueadas por esos velos de polvo.
La cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) y su sistema de filtro permiten a los astrónomos separar los espectros de luz infrarroja en longitudes de onda emitidas por materiales específicos, lo que hace que el observatorio sea especialmente capaz de observar estas regiones densas. Las longitudes de onda infrarroja pueden atravesar esas barreras que perjudican la observación.
Además, el JWST tiene la capacidad de realizar observaciones en longitudes de onda más largas de luz infrarroja, lo que utiliza para estudiar galaxias en el universo primitivo, cuya luz ha sido estirada o «desviada al rojo» debido a la continua expansión del universo. Esto significa que esas ondas de luz se desplazan hacia el extremo rojo del espectro electromagnético, donde se encuentran las longitudes de onda más largas, un fenómeno conocido como efecto Doppler.
Sin embargo, incluso un solo telescopio no sería capaz de captar la imagen completa. Es por eso que la propuesta de investigación sugiere el uso de otros telescopios, tanto antiguos como nuevos, para respaldar los hallazgos del JWST. Esto incluiría observatorios como el Atacama Wide Millimeter Array (ALMA) y el Telescopio Espacial Hubble, así como futuros telescopios como el Telescopio Espacial Romano, el Extremely Large Telescope y el satélite de astrometría japonés JASMINE. La investigación se realizaría en intervalos de uno, cinco y diez años para recopilar datos sobre el Centro Galáctico.
¿Qué podríamos aprender con esta investigación?
Una de las mayores incógnitas que se irán desvelando a través de este estudio está relacionada con cómo la presencia de Sgr A* ha influido en la evolución de la Vía Láctea. Se sabe que estos agujeros negros crecen alimentándose principalmente del gas que los rodea. Como este gas también es un ingrediente vital para la formación de estrellas, hay razones para pensar que existe una relación entre la historia de crecimiento de Sgr A* y la tasa de formación estelar en el Centro Galáctico.
Los agujeros negros activos producen grandes cantidades de radiación electromagnética, pero Sgr A* se comporta de una manera que aparece tranquila, sugiriendo que no consume grandes volúmenes de materia. Por esta razón, ha sido descrito como un agujero negro “quiescente”.
El estudio intentará recopilar información acerca de la cantidad de estrellas en formación y, por lo tanto, sobre la tasa de crecimiento de Sgr A*. Además, se realizarán mejoras en las estimaciones de la función de masa inicial (FMI), que describe la relación entre la formación de estrellas grandes y pequeñas. Esto es crucial, sobre todo cuando se estudian galaxias demasiado distantes para observar estrellas individuales.
¿Cuáles son los obstáculos que enfrenta el estudio?
Ginsburg reconoce que el JWST es un telescopio extremadamente competitivo, y que hay una alta demanda de tiempo de observación. “Los astrónomos piden mucho más tiempo del que está disponible”, afirma. Esto significa que los que proponen investigar en el JWST se enfrentan a un arduo proceso de evaluación.
A pesar de la competencia, descubrir los secretos del núcleo galáctico de la Vía Láctea podría ofrecer un conocimiento invaluable sobre cómo evolucionan otras galaxias en nuestro cosmos. Con cada pregunta que resolvemos sobre la nuestra, se abren puertas a una mejor comprensión del universo en su conjunto. 😍
