La impresionante imagen de la galaxia Sculptor: cuáles son los detalles que asombraron a los expertos

Un innovador mosaico espectral permitió identificar estructuras invisibles hasta ahora dentro de NGC 253 abriendo nuevas puertas para medir distancias cósmicas - (REUTERS)

La galaxia Sculptor, también conocida como NGC 253, fue observada con un nivel de detalle sin precedentes gracias al instrumento MUSE del Very Large Telescope (VLT), ubicado en Paranal, Chile.

Un equipo internacional de astrónomos, liderado por Enrico Congiu, del Observatorio Europeo Austral (ESO), construyó un mosaico espectral de alta resolución que permitió analizar la estructura interna, la composición y los procesos de formación estelar de esta galaxia. El estudio fue publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.

Según informó el ESO, el equipo reunió datos a partir de más de cincuenta horas de observación y más de cien exposiciones individuales, capturando un retrato detallado de NGC 253. Entre los hallazgos destacaron la detección de unas quinientas nebulosas planetarias y una nueva estimación de su distancia.

Este trabajo representó un avance notable en la astronomía extragaláctica, al ofrecer una herramienta única para estudiar fenómenos locales dentro de la galaxia, así como su comportamiento global.

Con más de 100 exposiciones, astrónomos crearon un mapa espectral detallado que conecta el nacimiento de estrellas con fenómenos a gran escala - (Imagen Ilustrativa Infobae)

El equipo utilizó el Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), un instrumento de espectroscopía integral de campo montado en el VLT, para observar la galaxia Sculptor entre 2018 y 2022. Según el ESO, ensamblaron 103 exposiciones individuales que cubren un área de aproximadamente 20 por 5 minutos de arco, equivalente a unos 65.000 años luz de ancho.

La resolución física alcanzada fue de aproximadamente quince parsecs por píxel, lo que permitió distinguir estructuras internas con un nivel de detalle inédito para objetos extragalácticos de esta escala. El mosaico final incluyó cerca de nueve millones de espectros independientes y un archivo de datos de unos 300 GB. Esta cobertura constituyó la más amplia lograda por MUSE en una galaxia fuera de la Vía Láctea.

A diferencia de las imágenes convencionales, que registran pocos colores, el mapa obtenido por MUSE contiene información espectral en miles de colores por punto, lo que permitió estudiar la edad, composición y movimiento de estrellas, gas y polvo en cada región. “Podemos acercarnos para estudiar regiones individuales de formación estelar casi a escala de estrellas individuales, y también alejarnos para analizar la galaxia como un todo”, indicó Kathryn Kreckel, coautora del estudio y profesora en la Universidad de Heidelberg.

El análisis espectral reveló cómo el gas y el polvo interactúan en distintas zonas explicando parte del misterio de su intensa actividad estelar - (Imagen Ilustrativa Infobae)

NGC 253 es una de las galaxias espirales masivas más próximas a la Vía Láctea, situada a unos 11 millones de años luz. Se caracterizó por su intensa actividad de formación estelar y un núcleo en estado de starburst, donde la tasa de nacimiento de nuevas estrellas resultó especialmente alta. Aproximadamente un tercio de esta formación se concentró en una estructura anular de unos 500 parsecs de diámetro alrededor del núcleo.

Pese a su proximidad, su gran tamaño limitó los estudios previos a las regiones centrales. El nuevo mosaico de MUSE cubrió la mayor parte del disco de formación estelar, lo que permitió relacionar procesos a pequeña escala —como el nacimiento de estrellas en nubes moleculares gigantes— con fenómenos a gran escala, como los flujos de gas y la estructura espiral de la galaxia.

“La galaxia Sculptor está en un punto ideal: lo suficientemente cerca para resolver su estructura interna con gran detalle, pero lo bastante grande para verla como un sistema completo”, destacó Enrico Congiu.

Uno de los principales resultados del estudio fue la identificación de aproximadamente quinientas nebulosas planetarias, envolturas de gas y polvo expulsadas por estrellas similares al Sol al final de su vida. Estas emitieron con intensidad en la línea de oxígeno [OIII] a 5007 Å, lo que permitió su detección en imágenes espectrales de alta resolución.

El instrumento MUSE permitió combinar miles de datos espectrales en un retrato único que transformará los estudios galácticos - (Imagen Ilustrativa Infobae)

Los astrónomos utilizaron mapas de emisión de [OIII], Hα y [SII], combinando inspección visual con técnicas automáticas para identificar fuentes puntuales. Tras eliminar contaminantes como remanentes de supernovas y regiones HII compactas, obtuvieron 571 objetos, de los cuales 320 resultaron lo suficientemente brillantes para ser utilizados en el análisis de la función de luminosidad de nebulosas planetarias (PNLF).

Este número multiplicó por veinte la cantidad detectada en estudios anteriores de NGC 253. “Más allá de nuestro vecindario galáctico, normalmente detectamos menos de cien nebulosas planetarias por galaxia”, explicó Fabian Scheuermann, coautor del estudio y doctorando en la Universidad de Heidelberg.

Estas nebulosas resultan de gran utilidad en la astronomía extragaláctica, ya que su luminosidad máxima se mantiene prácticamente constante entre galaxias, lo que las convierte en candelas estándar para la medición de distancias cósmicas.

Gracias al método PNLF, el equipo obtuvo una nueva estimación de la distancia a NGC 253: 4,10 millones de parsecs (13,4 millones de años luz), un 17% superior a la estimación basada en la técnica de la punta de la rama de gigantes rojas (TRGB), que es de 3,5 millones de parsecs (11,4 millones de años luz).

Esta detección multiplicó por veinte el número anterior permitiendo calibrar métodos de medición de distancias con mayor precisión - (Imagen Ilustrativa Infobae)

Según el análisis publicado en el estudio, esta diferencia se debió principalmente a la extinción causada por el polvo interestelar, que atenuó la luz de las nebulosas planetarias y pudo hacer que la galaxia pareciera más lejana. Este efecto resultó más acusado en el centro galáctico, donde la distancia calculada mediante PNLF superó en 0,9 megaparsecs la estimada para el disco externo.

“Encontrar las nebulosas planetarias nos permitió verificar la distancia a la galaxia, un dato crítico para el resto de los estudios”, señaló Adam Leroy, profesor en la Universidad Estatal de Ohio y coautor del estudio.

Los datos obtenidos mediante el mosaico de MUSE ofrecieron nuevas posibilidades para el estudio de la evolución galáctica y los procesos de formación estelar. El mapa espectral permitió rastrear cómo el gas se desplazó, cambió de composición y formó nuevas estrellas en distintas regiones. Además, la detección masiva de nebulosas planetarias y la nueva estimación de distancia para NGC 253 contribuyeron a la calibración de métodos de medición en astronomía extragaláctica.

El estudio subrayó la importancia de considerar la extinción por polvo al aplicar el método PNLF, especialmente en galaxias con alta inclinación y abundante material interestelar. “El mapa es una herramienta potente. Podemos estudiar regiones individuales de formación estelar casi a escala de estrellas individuales, y también la galaxia como un todo”, reiteró Kathryn Kreckel, resaltando el valor del recurso para futuras investigaciones.