Observaciones con el telescopio espacial Webb han identificado galaxias en el universo más distante y primitivo que brillan con una multitud de estrellas jóvenes y calientes. Estos resultados se informaron en la reunión 242 de la American Astronomical Society, en Albuquerque, Nuevo México.
Ryan Endsley, de la Universidad de Texas en Austin, dirigió una investigación sobre las galaxias que existieron entre 500 y 850 millones de años después del Big Bang. Lea: Desconcierto por el raro comportamiento de dos agujeros negros
Este fue un momento crucial conocido como la época de la reionización. Durante cientos de millones de años después del Big Bang, el universo estuvo lleno de una niebla gaseosa que lo hizo opaco a la luz energética. Mil millones de años después del Big Bang, la niebla se disipó y el universo se volvió transparente, un proceso conocido como reionización.
Endsley y sus colegas estudiaron estas galaxias con el instrumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) del James Webb para buscar señales de formación de estrellas, y las encontraron en abundancia.
“Casi todas las galaxias que estamos encontrando muestran estas firmas de líneas de emisión inusualmente fuertes que indican una intensa formación estelar reciente. Estas primeras galaxias fueron muy buenas para crear estrellas calientes y masivas”, dijo Endsley en un comunicado de la NASA. Lea: NASA quiere llevar tu poema a la luna Europa de Júpiter
Endsley y sus colegas también encontraron evidencia de que estas galaxias jóvenes experimentaron periodos de rápida formación estelar intercalados con periodos tranquilos en los que se formaron menos estrellas. Estos ajustes y arranques pueden haber ocurrido cuando las galaxias capturaron grupos de las materias primas gaseosas necesarias para formar estrellas. Alternativamente, dado que las estrellas masivas explotan rápidamente, es posible que hayan inyectado energía en el entorno circundante periódicamente, evitando que el gas se condense para formar nuevas estrellas.
Ir más allá
Otro elemento del programa implica la búsqueda de las primeras galaxias que existieron cuando el universo tenía menos de 400 millones de años. Al estudiar estas galaxias, los astrónomos pueden explorar cómo la formación de estrellas en los primeros años posteriores al Big Bang fue diferente de lo que se ve en la actualidad. La luz de las galaxias lejanas se estira a longitudes de onda más largas y colores más rojos por la expansión del universo, un fenómeno llamado corrimiento al rojo. Lea: Webb penetra nubes de polvo para captar la formación estelar
El estándar de oro para determinar el corrimiento al rojo consiste en observar el espectro de una galaxia, que mide su brillo en una miríada de longitudes de onda estrechamente espaciadas. Pero se puede determinar una buena aproximación tomando fotos de una galaxia usando filtros que cubran una banda estrecha de colores para obtener un puñado de medidas de brillo. De esta forma, los investigadores pueden determinar estimaciones de las distancias de muchos miles de galaxias a la vez.
Científicos de la Universidad de Arizona en Tucson utilizaron el instrumento NIRCam (Cámara de infrarrojo cercano) del Webb para obtener estas medidas, llamadas desplazamientos al rojo fotométricos, e identificaron más de 700 galaxias candidatas que existían cuando el universo tenía entre 370 millones y 650 millones de años. La gran cantidad de estas galaxias estaba mucho más allá de las predicciones de las observaciones realizadas antes del lanzamiento del Webb. La resolución y sensibilidad del observatorio están permitiendo a los astrónomos obtener una mejor vista de estas galaxias distantes que nunca antes. Lea: Análisis: ¿Se avecina una guerra por el agua en la Luna?
“Anteriormente, las primeras galaxias que podíamos ver parecían pequeñas manchas. Y, sin embargo, esas manchas representan millones o incluso miles de millones de estrellas al comienzo del universo. Ahora, podemos ver que algunos de ellos son en realidad objetos extendidos con una estructura visible. Podemos ver agrupaciones de estrellas naciendo solo unos cientos de millones de años después del comienzo de los tiempos”, indicó la NASA.
Moléculas orgánicas complejas
Gracias al Webb, investigadores han detectado moléculas orgánicas complejas en una galaxia a más de 12.000 millones de años luz de la Tierra, la galaxia más distante en la que ahora se sabe que existen estas moléculas.
Gracias a las capacidades del telescopio y a los cuidadosos análisis del equipo de investigación, un nuevo estudio brinda una visión crítica de las complejas interacciones químicas que ocurren en las primeras galaxias en el universo primitivo.
La galaxia se alinea casi perfectamente con una segunda galaxia a solo 3 mil millones de años luz de nuestra perspectiva en la Tierra. Lea: Revelan que las plantas distinguen cuando las tocan y cuándo no
El profesor de astronomía y física de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, Joaquín Vieira, y el estudiante graduado Kedar Phadke colaboraron con investigadores de la Universidad de Texas A&M y un equipo internacional de científicos para diferenciar entre las señales infrarrojas generadas por algunos de los granos de polvo más grandes y masivos de la galaxia y las de las moléculas de hidrocarburo recién observadas.
En este estudio, el Webb recibió un impulso de lo que los investigadores llaman “la lupa de la naturaleza”, un fenómeno llamado lente gravitacional. “Esta ampliación ocurre cuando dos galaxias están casi perfectamente alineadas desde el punto de vista de la Tierra, y la luz de la galaxia de fondo es deformada y magnificada por la galaxia de primer plano en forma de anillo, conocida como anillo de Einstein”, dijo Vieira.
El equipo enfocó el JWST en SPT0418-47, un objeto descubierto usando el Telescopio del Polo Sur de la Fundación Nacional de Ciencias y previamente identificado como una galaxia oscurecida por el polvo, magnificada por un factor de aproximadamente 30 a 35 por lentes gravitacionales. SPT0418-47 está a 12.000 millones de años luz de la Tierra, lo que corresponde a una época en que el universo tenía menos de 1.500 millones de años, o alrededor del 10% de su edad actual, dijeron los investigadores. Lea: Webb capta un fenómeno en uno de los mundos que podría tener vida
“Antes de tener acceso al poder combinado de las lentes gravitacionales y el JWST, no podíamos ver ni resolver espacialmente la galaxia de fondo real a través de todo el polvo”, dijo Vieira.
En la Tierra, estas moléculas se pueden encontrar en los gases de escape producidos por motores de combustión o incendios forestales. Al estar compuestas de cadenas de carbono, estas moléculas orgánicas se consideran los componentes básicos de las primeras formas de vida, dijeron los investigadores, quienes están interesados en conocerlas y saber cómo usarlas.
