Las primeras galaxias eran bolas de fuego cósmicas que convertían el gas en estrellas a velocidades impresionantes en toda su extensión, informa un estudio dirigido por UCLA que se publicará en una edición especial de The Astrophysical Journal.
La investigación, basada en datos del Telescopio Espacial James Webb, es el primer estudio de la forma y estructura de esas galaxias. Muestra que no se parecían en nada a las galaxias actuales en las que la formación de estrellas se limita a regiones pequeñas, como la constelación de Orión en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.
«Estamos viendo cómo las galaxias forman nuevas estrellas a un ritmo electrizante», dijo Tommaso Treu, autor principal del estudio, profesor de física y astronomía de la UCLA. «La increíble resolución de Webb nos permite estudiar estas galaxias con un detalle sin precedentes, y vemos toda esta formación estelar que ocurre dentro de las regiones de estas galaxias».
Treu dirige el Programa científico de liberación anticipada GLASS–JWST, cuyos primeros resultados son el tema de la edición especial de la revista. Otro estudio dirigido por la UCLA sobre el tema encontró que las galaxias que se formaron lo suficientemente pronto después del Big Bang, en menos de mil millones de años, podrían haber comenzado a quemar el hidrógeno sobrante que absorbe fotones, trayendo luz a un universo oscuro.
«Incluso nuestros mejores telescopios realmente tuvieron problemas para confirmar las distancias a galaxias tan lejanas, por lo que no sabíamos si volvían transparente el universo o no», dijo Guido Roberts-Borsani, investigador postdoctoral de la UCLA que dirigió el estudio. «Webb nos está demostrando que no solo puede hacer el trabajo, sino que puede hacerlo con una facilidad asombrosa. Es un cambio de juego».
Esos hallazgos son dos de los muchos descubrimientos asombrosos de los astrofísicos de la UCLA, que se encuentran entre los primeros en mirar a través de una ventana al pasado recientemente abierta por Webb.
Webb es el telescopio de infrarrojo cercano más grande del espacio, y su notable resolución ofrece una vista incomparable de objetos tan distantes que su luz tarda miles de millones de años en llegar a la Tierra. Aunque esos objetos ya han envejecido, la luz solo desde sus primeros momentos ha tenido tiempo suficiente para viajar a través del universo y terminar en los detectores de Webb. Como resultado, Webb no solo ha funcionado como una especie de máquina del tiempo, llevando a los científicos al período posterior al Big Bang, sino que las imágenes que produce se han convertido en un álbum familiar, con instantáneas de galaxias y estrellas jóvenes.
GLASS–JWST fue uno de los 13 proyectos de Early Release Science seleccionados por la NASA en 2017 para producir rápidamente conjuntos de datos de acceso público y para demostrar y probar las capacidades de los instrumentos en Webb.
El proyecto busca comprender cómo y cuándo la luz de las primeras galaxias se quemó a través de la niebla de hidrógeno que quedó del Big Bang, un fenómeno y período de tiempo llamado Época de reionización, y cómo el gas y los elementos pesados se distribuyen dentro y alrededor de las galaxias en el espacio cósmico. tiempo. Treu y Roberts-Borsani utilizan tres de los innovadores instrumentos de infrarrojo cercano de Webb para tomar medidas detalladas de galaxias distantes en el universo primitivo.
La Época de Reionización es un período que sigue siendo poco conocido por los científicos. Hasta ahora, los investigadores no han tenido los instrumentos infrarrojos extremadamente sensibles necesarios para observar las galaxias que existían entonces. Antes de la reionización cósmica, el universo primitivo permaneció desprovisto de luz porque los fotones ultravioleta de las primeras estrellas fueron absorbidos por los átomos de hidrógeno que saturaron el espacio.
Los científicos creen que en algún momento dentro de los primeros mil millones de años del universo, la radiación emitida por las primeras galaxias y posiblemente por los primeros agujeros negros hizo que los átomos de hidrógeno perdieran electrones o se ionizaran, impidiendo que los fotones se «pegaran» a ellos y despejando un camino para que los fotones viajar por el espacio. A medida que las galaxias comenzaron a ionizar burbujas cada vez más grandes, el universo se volvió transparente y la luz viajó libremente, como lo hace hoy, permitiéndonos ver un dosel brillante de estrellas y galaxias cada noche.
El hallazgo de Roberts-Borsani de que las galaxias se formaron más rápido y antes de lo que se pensaba podría confirmar que fueron las culpables de la reionización cósmica. El estudio también confirma las distancias a dos de las galaxias más lejanas conocidas utilizando una nueva técnica que permite a los astrónomos sondear el comienzo de la reionización cósmica.
Con información de Universidad de Cornell
