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| Esta imagen infrarroja del telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA fue tomada para el programa JWST Advanced Deep Extragalactic Survey, o JADES. Muestra una porción de una zona del cielo conocida como GOODS-Sur, que ha sido bien estudiada por el telescopio espacial Hubble y otros observatorios. Más de 45.000 galaxias son visibles aquí. Créditos: NASA, ESA, CSA, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Marcia Rieke (Universidad de Arizona), Daniel Eisenstein (CfA). Procesamiento de imágenes: Alyssa Pagan (STScI) |
Desde su lanzamiento, el Webb de la NASA ya está aportando nuevos datos sobre esta cuestión. Uno de sus mayores programas -JWST Advanced Deep Extragalactic Survey, o JADES- ya había descubierto cientos de galaxias que existían cuando el universo tenía menos de 600 millones de años.
El equipo internacional, que incluye a investigadores de la Universidad de Cambridge, también ha descubierto galaxias brillantes con muchas estrellas calientes recién nacidas.
El universo estuvo envuelto en una niebla gaseosa durante cientos de millones de años tras el big bang. El universo se había vuelto translúcido y la niebla se había disipado mil millones de años después del big bang, un proceso conocido como reionización. Los científicos han discutido qué factor -agujeros negros supermasivos activos o galaxias que estallan con nuevas estrellas calientes- fue el principal responsable de la reionización.
Como parte del programa JADES, los investigadores estudiaron estas galaxias en busca de indicios de formación estelar, y los encontraron en abundancia.
En palabras de Ryan Endsley, de la Universidad de Texas en Austin: "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 eran muy buenas en la creación de estrellas calientes y masivas".
Estas estrellas grandes y brillantes emitían luz ultravioleta, que ionizaba los átomos del gas circundante y despojaba a los electrones de sus núcleos, volviendo transparente el gas opaco. Estas primeras galaxias pueden haber sido la causa principal de la reionización debido a su abundancia de estrellas calientes y masivas. La posterior reunificación de los electrones y los núcleos produce líneas de emisión claramente intensas.
Los investigadores también descubrieron pruebas de que estas jóvenes galaxias experimentaron periodos de creación estelar activa intercalados con otros más tranquilos en los que surgieron menos estrellas. Es posible que estos arranques se produjeran a medida que las galaxias acumulaban cúmulos de los componentes gaseosos que forman las estrellas. Por otra parte, dado que las grandes estrellas estallan rápidamente, pueden haber infundido periódicamente energía a la atmósfera, impidiendo que el gas se expandiera.
Otro hallazgo de JADES hecho público hoy está relacionado con la evolución estructural de las galaxias. Una cuestión esencial en astronomía extragaláctica, a saber, cómo surgió la diversidad estructural de las galaxias que vemos ahora, fue abordada por científicos que utilizaron datos de imagen y espectroscopia.
Apenas 700 millones de años después del Big Bang, los científicos encontraron una galaxia en el cosmos primitivo que tenía la estructura de una galaxia mucho más madura. A pesar de ser cien veces menos masiva que la Vía Láctea, la galaxia es compacta. Esta galaxia se está expandiendo desde dentro hacia fuera, como demuestra el hecho de que la mayoría de sus estrellas recién nacidas se encuentran en su periferia.
La búsqueda de las galaxias más antiguas, que existieron cuando el universo tenía menos de 400 millones de años, es otro componente de la iniciativa JADES. El examen de estas galaxias permitirá a los astrónomos conocer mejor cómo difería la formación estelar en el universo primitivo de lo que se observa hoy en día.
La búsqueda de las galaxias más antiguas, que existían cuando el universo tenía menos de 400 millones de años, es otro componente de la iniciativa JADES. Los astrónomos pueden aprender más sobre cómo la formación estelar difería en el universo primitivo de lo que se observa hoy en día examinando estas galaxias.
El universo se está expandiendo, lo que provoca que la luz de las galaxias distantes se desplace hacia longitudes de onda más largas y colores más rojos, un proceso conocido como desplazamiento al rojo. Los astrónomos pueden determinar la distancia de una galaxia y, en consecuencia, su edad en el universo primitivo midiendo su desplazamiento al rojo. Cuando el universo tenía menos de 650 millones de años, sólo se observaron unas pocas docenas de galaxias por encima de un corrimiento al rojo de 8. Sin embargo, JADES ya ha encontrado aproximadamente un millar de estas galaxias increíblemente lejanas.
Kevin Hainline, de la Universidad de Arizona en Tucson, afirma: "Antes, las primeras galaxias que podíamos ver parecían pequeñas manchas. Y, sin embargo, esas manchas representan millones o miles de millones de estrellas en los inicios del universo. Ahora podemos ver que algunas de ellas son objetos extensos con estructuras visibles. Podemos ver agrupaciones de estrellas nacidas sólo unos cientos de millones de años después del principio de los tiempos".
Fuente: Universidad de Cambridge