Cuando hablamos de formación estelar, no todas las galaxias son iguales. Algunas están “apagadas”, habiendo agotado el gas para formar estrellas nuevas. Otras, como la Vía Láctea, son típicas con tasas medias. Pero hay galaxias extremadamente activas, con formación estelar muy rápida, conocidas como galaxias starburst.

Las galaxias starburst experimentan periodos intensos en los que nacen cientos de supercúmulos estelares con decenas de miles o más estrellas. Pueden formar cientos o miles de masas solares en estrellas por año, por lo que son extremadamente brillantes, alcanzando en infrarrojo luminosidades de billones de veces la del Sol.

La galaxia del Cigarro (M82) es una de estas starburst. Aunque el polvo oculta su extrema luminosidad en luz visible, el Telescopio Espacial James Webb puede observar fácilmente en infrarrojo su rica formación estelar.

Los supercúmulos en M82 son la principal causa de su mayor brillo. Cada supercúmulo contiene unas 100.000 estrellas, algunos con más estrellas que ciertos cúmulos globulares.

Para ser starburst, una galaxia necesita abundante gas. M82 probablemente obtuvo inyecciones de gas mediante interacciones gravitatorias con su vecina M81. Ambas galaxias se orbitan mutuamente cada 100 millones de años. Estas interacciones deformaron M82 en su forma alargada de cigarro y canalizaron gas de sus regiones externas hacia el núcleo, alimentando su intensa formación estelar. Los astrónomos estudian M82 y su vecina como un laboratorio de interacciones galácticas. Un artículo de 2024 utilizó la radiación de hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH) para revelar una compleja red filamentosa de gas y burbujas producidas por supernovas, además de flujos galácticos de salida característicos de galaxias starburst.

Las imágenes principales de JWST también rastrean PAH, mostrando los flujos de salida de la galaxia como finas franjas brillantes que emergen del centro. Los PAH son importantes en astronomía por sus fuertes características de emisión en infrarrojo medio y su relación con el gas molecular frío, ayudando a rastrear movimientos de gas.

Estos flujos son causados por la intensa actividad de formación estelar. La actividad starburst produce miles de estrellas más calientes y masivas que el Sol, generando fuertes vientos estelares y, al explotar como supernovas, dispersando gas. Por ello, las galaxias starburst no mantienen periodos extremos de más de 100 millones de años antes de agotar su gas.

Sin embargo, M82 podría ser diferente. Debido a futuras interacciones repetidas con M81, podría experimentar ciclos de formación y extinción estelar. Los astrónomos creen que esto ocurrió en el pasado: hace ~600 millones de años tuvo un episodio starburst, y el actual probablemente comenzó hace 30-60 millones de años.

M82 está a solo 12 millones de años luz, bastante cerca para una galaxia, por lo que recibe gran atención astronómica. Hubble y otros telescopios la han fotografiado repetidamente.

M82 experimentará más ciclos starburst en el futuro. Finalmente, M82 y M81 se fusionarán en una sola galaxia. En un futuro lejano, esta fusión probablemente desencadenará un evento starburst masivo y caótico que también se apagará, dejando un enorme galaxia en estado tranquilo.