Uno de los principales objetivos de la Telescopio espacial James Webb (JWST) tiene como objetivo estudiar el Universo temprano utilizando su potente óptica infrarroja para detectar las primeras galaxias mientras aún se estaban formando. Usando Webb datos, un equipo liderado por el Centro del Amanecer Cósmico en Dinamarca identificaron tres galaxias que parecen haberse formado activamente entre 400 y 600 millones de años después del Big Bang. Esto los sitúa dentro del Era de la reionizacióncuando el Universo estaba impregnado de nubes opacas de hidrógeno neutro que fueron lentamente calentadas e ionizadas por las primeras estrellas y galaxias.
Este proceso hizo que el Universo se volviera transparente aproximadamente mil millones de años después del Big Bang y (por lo tanto) visible para los astrónomos de hoy. Cuando el equipo consultó los datos obtenidos por Webbobservaron que estas galaxias estaban rodeadas por una cantidad inusual de gas denso compuesto casi en su totalidad por hidrógeno y helio, que probablemente se convirtió en combustible para un mayor crecimiento galáctico. Estos hallazgos ya revelan información valiosa sobre la formación de las galaxias tempranas y muestran cómo Webb está excediendo los objetivos de su misión.
La investigación fue dirigida por Kasper E. Heintzmiembro del Hubble de la NASA y profesor asistente de astrofísica, y sus colegas en el Centro del Amanecer Cósmico (DAWN) en el Instituto Niels Bohr. A ellos se unieron investigadores de ETH Zurich, el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MITel Instituto Científico del Telescopio Espacial (STScI), el Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA), la Agencia Espacial Europea (ESA), la NSF Laboratorio Nacional de Investigación de Astronomía Óptica-Infrarroja (NOIRLab) y múltiples universidades.
Ilustración que muestra el proceso de Reionización Cósmica, dividido en cuatro períodos. Crédito: NASA
Según los modelos de formación de galaxias, se cree que las primeras galaxias surgieron de la caída de gas neutro y prístino en los primeros halos protogalácticos. Sin embargo, la abundancia de hidrógeno atómico neutro en las galaxias sigue siendo desconocida debido a la dificultad de observar los primeros períodos cosmológicos. “Estas galaxias son como islas brillantes en un mar de gas opaco y neutral”, explicó Heintz en un informe de la NASA. presione soltar. “Sin Webb, no podríamos observar estas galaxias tan tempranas, y mucho menos aprender tanto sobre su formación”.
Dado que las galaxias aparecían como poco más que manchas rojas en las imágenes de Webb, el equipo también se basó en los datos obtenidos por Webb‘s Cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) a través del Ciencia de liberación temprana de la evolución cósmica (CEERS) Encuesta y compartida a través del Ciencia de lanzamiento temprano (ERS) programa. Los espectros revelaron que la luz de estas galaxias es absorbida por grandes cantidades de gas hidrógeno neutro. Luego emparejaron el Webb datos a modelos de formación estelar, que revelaron que estas galaxias están pobladas principalmente por estrellas jóvenes. El coautor Darach Watson, profesor de DAWN, dijo:
“El gas debe estar muy extendido y cubrir una fracción muy grande de la galaxia. Esto sugiere que estamos viendo el ensamblaje de gas hidrógeno neutro en galaxias. Ese gas se enfriará, se agrupará y formará nuevas estrellas. El hecho de que estemos viendo grandes reservas de gas también sugiere que las galaxias aún no han tenido tiempo suficiente para formar la mayoría de sus estrellas”.
“Nos estamos alejando de una imagen de las galaxias como ecosistemas aislados”, añadió Simone Nielsen, coautora y estudiante de doctorado en DAWN. “En esta etapa de la historia del universo, todas las galaxias están íntimamente conectadas al medio intergaláctico con sus filamentos y estructuras de gas prístino”.
Thmi Línea de tiempo desde el Big Bang a la derecha hasta el presente a la izquierda. En el medio está el Período de Reionización donde las burbujas iniciales provocaron el Amanecer Cósmico. Crédito: NASA SVS
Estos resultados ilustran lo que ahora es posible para los astrónomos, gracias a telescopios de próxima generación como Webb. Por supuesto, quedan muchas preguntas sin respuesta, una de las cuales tiene que ver con la distribución del gas frío en estas galaxias primitivas. Por ejemplo, ¿cuánto se encuentra cerca del centro de las galaxias en comparación con sus alrededores? Además, los astrónomos aún no están seguros de si este gas es prístino o si ya está poblado por elementos más pesados. Como indicó Heintz, “el siguiente paso es construir grandes muestras estadísticas de galaxias y cuantificar en detalle la prevalencia y prominencia de sus características”.
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2024-05-26 22:27:30
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