Webb capta galaxias jóvenes ricas en gas activando el Universo primario

Nuevas imágenes del Telescopio Espacial James Webb (JWST) han ayudado a los astrónomos australianos a descubrir secretos de cómo las galaxias jóvenes iniciaron una explosión de formación estelar en el Universo temprano.

Algunas galaxias primitivas abundaban en un gas que brillaba tan intensamente que eclipsaba a las estrellas emergentes. En una investigación publicada hoy, los astrónomos han descubierto cuán prevalentes eran estas galaxias brillantes hace unos 12 mil millones de años.

Las imágenes del JWST han demostrado que casi el 90% de las galaxias del universo primitivo tenían este gas brillante, lo que produce las llamadas “características de líneas de emisión extremas”.

“Las estrellas de estas galaxias jóvenes eran extraordinarias y producían la cantidad justa de radiación para excitar el gas circundante. Este gas, a su vez, brillaba incluso más que las propias estrellas”, dice el Dr. Anshu Gupta del Centro de Excelencia ARC para Astrofísica de Todo el Cielo en 3 Dimensiones (ASTRO 3D) y el nodo del Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía de la Universidad de Curtin ( ICRAR), autor principal de un artículo que describe el descubrimiento.

“Hasta ahora, era un desafío comprender cómo estas galaxias podían acumular tanto gas. Nuestros hallazgos sugieren que cada una de estas galaxias tenía al menos una galaxia vecina cercana. La interacción entre estas galaxias provocaría que el gas se enfriara y desencadenaría un intenso episodio de formación estelar, lo que daría lugar a esta característica de emisión extrema”.

Galaxia objetivo vista por el Telescopio Espacial James Webb (izquierda) y el Telescopio Espacial Hubble (derecha). La resolución y claridad sin precedentes de las imágenes del JWST permitieron la identificación de galaxias vecinas (círculos cian) que el Hubble ni siquiera podía ver.

El descubrimiento es un ejemplo gráfico de la claridad incomparable que proporciona el telescopio JWST al estudiar el Universo temprano.

"La calidad de los datos del telescopio James Webb es excepcional", afirma el Dr. Gupta. “Tiene la profundidad y resolución necesarias para ver las vecinas y el entorno alrededor de las galaxias primitivas cuando el Universo tenía sólo 2 mil millones de años. Con este detalle pudimos ver una marcada diferencia en el número de vecinas entre galaxias con características de emisión extremas y aquellas que no las tienen”.

Anteriormente nos esforzamos por obtener una imagen clara de las galaxias de alrededor de 2 mil millones de años de edad del Universo. Como todavía quedaban muchas estrellas por formar, la tarea se hizo más difícil al tener muchas menos galaxias en las que centrarse.

"Antes del JWST, sólo podíamos obtener una imagen de galaxias realmente masivas, la mayoría de las cuales se encuentran en cúmulos muy densos, lo que las hace más difíciles de estudiar", afirma el Dr. Gupta. “Con la tecnología disponible entonces, no pudimos observar el 95% de las galaxias que utilizamos en este estudio. El telescopio James Webb ha revolucionado nuestro trabajo”.

El descubrimiento ha demostrado suposiciones anteriores, dice el autor asociado Tran, ASTRO 3D y el Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian. "Sospechábamos que estas galaxias extremas son señales de intensas interacciones en el universo temprano, pero sólo con los ojos agudos del JWST pudimos confirmar nuestra corazonada", dice

Imágenes de una galaxia distante con línea de emisión extrema. Visto por el Telescopio Espacial James Webb (izquierda) y el Telescopio Espacial Hubble (derecha). Esta comparación resalta la claridad de las imágenes JWST.

La investigación se basó en datos obtenidos como parte del estudio JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), que explora el Universo de las galaxias más primitivas con imágenes de infrarrojo profundo y espectroscopia de múltiples objetos. Abre el camino a mayores conocimientos.

“Lo realmente interesante de esta pieza es que vemos similitudes en las líneas de emisión entre las primeras galaxias y las galaxias que se formaron más recientemente y que son más fáciles de medir. Esto significa que ahora tenemos más formas de responder preguntas sobre el universo temprano, un período que es técnicamente muy difícil de estudiar”, dice el segundo autor, Ravi Jaiswar, estudiante de doctorado en la Universidad Curtin/ICRAR y ASTRO 3D.

“Esta investigación es fundamental para el trabajo de nuestro Programa Galaxy Evolution. Al comprender cómo son las galaxias primitivas, podemos avanzar respondiendo preguntas sobre el origen de los elementos que componen nuestro todo en nuestra vida cotidiana aquí en la Tierra”. dice la profesora Emma Ryan-Weber, directora de ASTRO 3D.

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