Los elegantes brazos sinuosos de la galaxia espiral de gran diseño M51 se extienden a través de esta imagen del Telescopio Espacial James Webb de la NASA / ESA / CSA. A diferencia de la colección de extrañas y maravillosas galaxias espirales con brazos espirales irregulares o interrumpidos, las galaxias espirales de gran diseño cuentan con brazos espirales prominentes y bien desarrollados como los que se muestran en esta imagen. Este retrato galáctico es una imagen compuesta que integra datos de la Cámara de Infrarrojo Cercano (NIRCam) y el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) de Webb.
En esta imagen, las regiones de color rojo oscuro trazan el polvo caliente filamentoso que impregna el medio de la galaxia. Las regiones rojas muestran la luz reprocesada de moléculas complejas que se forman en los granos de polvo, mientras que los colores naranja y amarillo revelan las regiones de gas ionizado por los cúmulos estelares recientemente formados. La retroalimentación estelar tiene un efecto dramático en el medio de la galaxia y crea una compleja red de nudos brillantes, así como burbujas negras cavernosas.
M51, también conocida como NGC 5194, se encuentra a unos 27 millones de años luz de distancia de la Tierra en la constelación de Canes Venatici, y está atrapada en una relación tumultuosa con su vecina cercana, la galaxia enana NGC 5195. La interacción entre estas dos galaxias ha hecho de estos vecinos galácticos uno de los pares de galaxias mejor estudiados en el cielo nocturno. Se cree que la influencia gravitacional del compañero más pequeño de M51 es parcialmente responsable de la naturaleza majestuosa de los prominentes y distintos brazos espirales de la galaxia.
Esta observación de Webb de M51 es una de una serie de observaciones tituladas colectivamente Feedback in Emerging extrAgalactic Star clusTers, o FEAST. Las observaciones de FEAST fueron diseñadas para arrojar luz sobre la interacción entre la retroalimentación estelar y la formación de estrellas en entornos fuera de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. La retroalimentación estelar es el término utilizado para describir el derramamiento de energía de las estrellas en los entornos que las forman, y es un proceso crucial para determinar las tasas a las que se forman las estrellas. Comprender la retroalimentación estelar es vital para construir modelos universales precisos de formación estelar.
El objetivo de las observaciones de FEAST es descubrir y estudiar viveros estelares en galaxias más allá de nuestra propia Vía Láctea. Antes de que Webb entrara en funcionamiento, otros observatorios como el Atacama Large Millimetre Array en el desierto chileno y el Hubble nos han dado una idea de la formación estelar ya sea al inicio (rastreando las densas nubes de gas y polvo donde se formarán las estrellas) o después de que las estrellas hayan destruido con su energía sus nubes natales de gas y polvo. Webb está abriendo una nueva ventana a las primeras etapas de la formación estelar y la luz estelar, así como al reprocesamiento de energía de gas y polvo.
Los científicos están viendo cúmulos estelares emergiendo de su nube natal en galaxias más allá de nuestro grupo local por primera vez. También podrán medir cuánto tiempo tardan estas estrellas en contaminarse con metales recién formados y limpiar el gas (estas escalas de tiempo son diferentes de una galaxia a otra). Al estudiar estos procesos, comprenderemos mejor cómo se regulan el ciclo de formación estelar y el enriquecimiento de metales dentro de las galaxias, así como cuáles son las escalas de tiempo para que se formen los planetas y las enanas marrones. Una vez que se elimina el polvo y el gas de las estrellas recién formadas, no queda material para formar planetas.