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La capacidad del JWST para cartografiar galaxias en alta resolución y en longitudes de onda infrarrojas más largas que las del Hubble le permite mirar a través del polvo y desvelar la estructura subyacente y la masa de galaxias lejanas. Esto puede apreciarse en estas dos imágenes de la galaxia EGS23205, vista tal y como era hace unos 11.000 millones de años. En la imagen del HST (izquierda, tomada con el filtro del infrarrojo cercano), la galaxia es poco más que una mancha en forma de disco oscurecida por el polvo e impactada por el resplandor de las estrellas jóvenes, pero en la imagen correspondiente del infrarrojo medio del JWST (tomada este pasado verano), es una hermosa galaxia espiral con una clara barra estelar. Crédito: NASA/CEERS/Universidad de Texas en Austin
Los astrónomos que utilizan el telescopio espacial James Webb de la NASA, la ESA y la CSA han detectado galaxias primitivas con barras estelares (rasgos alargados de estrellas que se extienden desde el centro de las galaxias hasta sus discos exteriores) en una época en la que el Universo sólo tenía un 25% de su edad actual.
"Las barras estelares desempeñan un papel fundamental en la evolución secular de las galaxias, ya que redistribuyen eficazmente la masa y el momento angular e impulsan la entrada de gas en la región circumnuclear mediante pares gravitatorios y choques", explican Shardha Jogee, profesor de la Universidad de Texas en Austin, y sus colegas.
"La mayoría de las espirales actuales están barradas, incluida nuestra propia galaxia, la Vía Láctea".
"Las pruebas observacionales en galaxias cercanas sugieren que las barras influyen en sus concentraciones centrales de gas molecular, campos de velocidad del gas ionizado, actividad de formación estelar y abultamientos centrales".
Montaje de imágenes del JWST que muestra seis ejemplos de galaxias barradas, dos de las cuales representan los mayores tiempos de retrospección cuantitativamente identificados y caracterizados hasta la fecha. Las etiquetas de la parte superior izquierda de cada figura muestran el tiempo de retrospección de cada galaxia, que oscila entre 8.400 y 11.000 millones de años (Gyr), cuando el universo tenía entre un 40% y un 20% de su edad actual. Crédito: NASA/CEERS/Universidad de Texas en Austin
En el nuevo estudio, los astrónomos se centraron en una muestra de 348 galaxias del Universo temprano.
Las observaciones se realizaron como parte del Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS).
Pudieron detectar barras estelares en seis galaxias: dos galaxias de hace unos 11.000 millones de años y cuatro galaxias de hace más de 8.000 millones de años.
Antes del Webb, las imágenes del telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA nunca habían detectado barras en épocas tan jóvenes.
"Eché un vistazo a estos datos y dije: '¡Dejamos todo lo demás!". afirmó el profesor Jogee.
"Las barras apenas visibles en los datos del Hubble aparecieron en la imagen del Webb, lo que demuestra el tremendo poder del Webb para ver la estructura subyacente en las galaxias".
"Para este estudio, estamos ante un nuevo régimen en el que nadie había utilizado este tipo de datos ni realizado este tipo de análisis cuantitativo antes, por lo que todo es nuevo. Es como adentrarse en un bosque en el que nadie se ha adentrado nunca", explica Yuchen 'Kay' Guo, estudiante de posgrado de la Universidad de Texas en Austin.
"Las barras resuelven el problema de la cadena de suministro en las galaxias", dijo el profesor Jogee.
"Al igual que nosotros necesitamos llevar la materia prima desde el puerto hasta las fábricas del interior que fabrican nuevos productos, una barra transporta poderosamente gas a la región central, donde el gas se convierte rápidamente en nuevas estrellas a un ritmo típicamente de 10 a 100 veces más rápido que en el resto de la galaxia".
"Las barras también ayudan a hacer crecer agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias canalizando el gas parte del camino".
"El descubrimiento de barras durante épocas tan tempranas sacude los escenarios de evolución de las galaxias de varias maneras".
"Este descubrimiento de barras tempranas significa que los modelos de evolución de galaxias tienen ahora una nueva vía a través de las barras para acelerar la producción de nuevas estrellas en épocas tempranas".
Fuentes, créditos y referencias:
Fuentes: Universidad de Texas en Austin, SciNews