Los investigadores que analizan datos del Telescopio Espacial James Webb de la NASA han identificado tres galaxias que pueden estar formándose activamente cuando el universo tenía sólo entre 400 y 600 millones de años. Los datos de Webb muestran que estas galaxias están rodeadas de gas que los investigadores sospechan que es casi exclusivamente hidrógeno y helio, los primeros elementos que existieron en el cosmos. Los instrumentos de Webb son tan sensibles que pudieron detectar una cantidad inusual de gas denso que rodea estas galaxias. Es probable que este gas acabe impulsando la formación de nuevas estrellas en las galaxias.
«Estas galaxias son como islas brillantes en un mar de gas opaco y neutro», explicó Kasper Heintz, autor principal y profesor asistente de astrofísica en el Centro del Amanecer Cósmico (DAWN) de la Universidad de Copenhague en Dinamarca. «Sin Webb, no podríamos observar estas galaxias tan tempranas, y mucho menos aprender tanto sobre su formación».
“Nos estamos alejando de una imagen de las galaxias como ecosistemas aislados. 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”, añadió Simone Nielsen, coautora y estudiante de doctorado que también trabaja en DAWN.
En las imágenes de Webb, las galaxias parecen tenues manchas rojas, razón por la cual los datos adicionales, conocidos como espectros , fueron fundamentales para las conclusiones del equipo. Esos espectros muestran que la luz de estas galaxias está siendo absorbida por grandes cantidades de gas hidrógeno neutro. «El gas debe estar muy extendido y cubrir una fracción muy grande de la galaxia», dijo Darach Watson, coautor y profesor de DAWN. “Esto sugiere que estamos viendo el ensamblaje de gas hidrógeno neutro en galaxias. Ese gas se enfriará, se agrupará y formará nuevas estrellas”.
El universo era un lugar muy diferente varios cientos de millones de años después del big bang durante un período conocido como la Era de la Reionización . El gas entre estrellas y galaxias era en gran medida opaco. El gas en todo el universo sólo se volvió completamente transparente unos mil millones de años después del Big Bang. Las estrellas de las galaxias contribuyeron a calentar e ionizar el gas que las rodea, lo que provocó que el gas eventualmente se volviera completamente transparente.
Al comparar los datos de Webb con los modelos de formación estelar, los investigadores también descubrieron que estas galaxias tienen principalmente poblaciones de estrellas jóvenes. «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», añadió Watson.
Esto es sólo el comienzo
Webb no sólo está cumpliendo los objetivos de la misión que impulsaron su desarrollo y lanzamiento, sino que los está superando. «Antes de Webb era imposible obtener imágenes y datos de estas galaxias distantes», explicó Gabriel Brammer, coautor y profesor asociado de DAWN. «Además, teníamos una buena idea de lo que íbamos a encontrar cuando vislumbramos los datos por primera vez: casi estábamos haciendo descubrimientos a simple vista».
Quedan muchas más preguntas por abordar. ¿Dónde, específicamente, está el gas? ¿Cuánto se encuentra cerca de los centros de las galaxias o en sus alrededores? ¿El gas es prístino o ya está poblado de elementos más pesados? Quedan por delante importantes investigaciones. «El siguiente paso es construir grandes muestras estadísticas de galaxias y cuantificar en detalle la prevalencia y prominencia de sus características», dijo Heintz.
Los hallazgos de los investigadores fueron posibles gracias a la encuesta Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) de Webb , que incluye espectros de galaxias distantes del NIRSpec (espectrógrafo de infrarrojo cercano) del telescopio, y se publicó de inmediato para respaldar descubrimientos como este como parte de la investigación temprana de Webb. Programa Release Science (ERS) .
Este trabajo ha sido publicado en la edición del 24 de mayo de 2024 de la revista Science.
El Telescopio Espacial James Webb es el principal observatorio científico espacial del mundo. Webb está resolviendo misterios en nuestro sistema solar, mirando más allá, hacia mundos distantes alrededor de otras estrellas, y explorando las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la CSA (Agencia Espacial Canadiense).
Contacto con los medios
Claire Blome
Instituto Científico del Telescopio Espacial, Baltimore, Maryland
Christine Pulliam
Instituto Científico del Telescopio Espacial, Baltimore, Maryland
Publicado en Webb Space Telescope el 23 de mayo del 2024, enlace publicación.
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