Mirando hacia cuatro galaxias cercanas, los telescopios Webb y Hubble han cartografiado casi 9000 cúmulos estelares jóvenes en distintas fases de su desarrollo. Es el análisis más amplio realizado hasta ahora sobre cómo estas agrupaciones de estrellas nacen, crecen y se liberan de las nubes de gas que las vieron nacer.
Una de las preguntas que los astrónomos llevaban tiempo intentando responder era qué determina la velocidad de ese proceso. Los resultados, publicados en Nature Astronomy, sugieren que la respuesta tiene consecuencias que alcanzan mucho más allá de las propias estrellas.
El hallazgo: la masa dicta la velocidad de emergencia
El resultado central es claro: los cúmulos estelares más masivos disipan su nube de gas natal en torno a los cinco millones de años, mientras que los menos masivos necesitan entre siete y ocho millones para completar ese proceso. Así lo recoge el estudio publicado en Nature Astronomy, fruto del programa de observación FEAST, que analizó cuatro galaxias cercanas: Messier 51, Messier 83, NGC 4449 y NGC 628.
Para llegar a esa conclusión, el equipo internacional clasificó casi 9000 cúmulos estelares jóvenes en tres fases evolutivas distintas. Los más jóvenes, aún envueltos en sus nubes de gas, fueron detectados mediante las imágenes infrarrojas de Webb. Los que habían dispersado parcialmente ese gas también se identificaron con Webb; los cúmulos completamente expuestos, visibles en luz óptica, aparecieron en cambio en las imágenes de Hubble. Combinar ambos telescopios fue lo que permitió cubrir el espectro completo de etapas.
A partir del espectro de luz de cada cúmulo, los investigadores estimaron su masa y su edad —información que resultó clave para establecer la relación directa entre masa y velocidad de emergencia.
Retroalimentación estelar: por qué importa quién nace primero
Cuando un cúmulo estelar se forma, los vientos estelares, la radiación ultravioleta y las explosiones de supernova de sus estrellas más masivas empujan el gas circundante hacia afuera. Este proceso, conocido como retroalimentación estelar, frena la formación de nuevas estrellas antes de que se consuma todo el gas disponible. Una vez libre de su nube natal, la luz ultravioleta del cúmulo puede alcanzar otras regiones de formación estelar en la galaxia y condicionar su evolución.
Que los cúmulos más masivos emerjan antes tiene implicaciones directas para toda la galaxia: al liberar luz ultravioleta con mayor rapidez, dominan antes la producción de retroalimentación y determinan cómo se redistribuye el gas que podría alimentar futuras generaciones de estrellas.
Angela Adamo, de la Universidad de Estocolmo y el Centro Oskar Klein, investigadora principal del programa FEAST y coautora del estudio, lo resume así: «Las simulaciones de formación estelar y retroalimentación han tenido dificultades para reproducir cómo los cúmulos estelares se forman y emergen de sus nubes natales. Estos resultados nos proporcionan nuevas restricciones observacionales importantes sobre ese proceso».
Consecuencias inesperadas para la formación de planetas
El alcance del descubrimiento no se detiene en la escala galáctica. Hay un vínculo directo con la formación de planetas: cuanto antes se dispersa el gas que rodea un cúmulo, antes quedan expuestos los discos protoplanetarios —estructuras de gas y polvo que orbitan estrellas jóvenes y de las que nacen los planetas— a la radiación ultravioleta de las estrellas vecinas.
Esa exposición temprana reduce las oportunidades que tienen los discos para captar gas adicional de la nebulosa circundante. Con menos material disponible, las posibilidades de acumular polvo y formar planetas disminuyen. En entornos dominados por cúmulos masivos, las condiciones para la formación planetaria serían, por tanto, menos favorables.
Alex Pedrini, autor principal del estudio e investigador también de la Universidad de Estocolmo y el Centro Oskar Klein, subraya la amplitud del trabajo: «Esta investigación reúne a quienes simulan la formación estelar y a quienes trabajan con observaciones, así como a grupos que estudian la formación de planetas. Usando Webb, podemos mirar dentro de las cunas de los cúmulos estelares y conectar la formación planetaria con el ciclo de formación estelar y la retroalimentación».
Webb e infrarrojo: mirar dentro de las cunas estelares
Antes de que Webb estuviera disponible, observar los estadios más tempranos de los cúmulos estelares resultaba muy difícil: las nubes de gas y polvo que los envuelven son opacas a la luz visible. La astronomía infrarroja permite atravesar esas nubes y acceder a información sobre cúmulos que, de otro modo, permanecerían ocultos.
Nuestra posición en el disco galáctico impone además una limitación geográfica: desde la Vía Láctea solo son visibles unas pocas regiones de formación estelar cercanas. Estudiar galaxias próximas como las del programa FEAST permite cartografiar miles de cúmulos a la vez, en fases muy distintas de su desarrollo.
La sinergia entre Webb y Hubble representa un avance metodológico real. Webb revela lo que ocurre dentro de las nubes; Hubble documenta los cúmulos ya emergidos. Juntos ofrecen a los astrónomos una visión continua del proceso que antes era imposible obtener. Los próximos estudios podrán ampliar la muestra a más galaxias y afinar los modelos de simulación, con el objetivo de entender mejor cómo la masa de un cúmulo moldea no solo su propio destino, sino el de los sistemas planetarios que podrían formarse a su alrededor.