En un nuevo estudio, un equipo de astrónomos dirigido por Haojing Yan en la Universidad de Missouri usó datos de las Observaciones de liberación temprana del Telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA y descubrió 87 galaxias que podrían ser las primeras galaxias conocidas en el universo.
El hallazgo lleva a los astrónomos un paso más cerca de descubrir cuándo aparecieron las galaxias por primera vez en el universo, unos 200-400 millones de años después del Big Bang, dijo Yan, profesor asociado de física y astronomía en MU y autor principal del estudio.
«Encontrar una cantidad tan grande de galaxias en las primeras partes del universo sugiere que podríamos necesitar revisar nuestra comprensión previa de la formación de galaxias», dijo Yan. «Nuestro hallazgo nos da la primera indicación de que muchas galaxias podrían haberse formado en el universo mucho antes de lo que se pensaba».
En el estudio, los astrónomos buscaron galaxias potenciales en «desplazamientos al rojo muy altos». Yan dijo que el concepto de desplazamiento al rojo en astronomía permite a los astrónomos medir qué tan lejos están los objetos distantes en el universo, como las galaxias, al observar cómo cambian los colores en las ondas de luz que emiten.
«Si una fuente emisora de luz se mueve hacia nosotros, la luz está siendo ‘apretada’, y esa longitud de onda más corta está representada por luz azul o corrimiento al azul», dijo Yan. «Pero si esa fuente [de luz] se está alejando de nosotros, la luz que produce se ‘estira’ y cambia a una longitud de onda más larga que está representada por la luz roja o corrimiento al rojo».
Yan dijo que el descubrimiento de Edwin Hubble a fines de la década de 1920 de que nuestro universo está en constante expansión es clave para comprender cómo se usan los desplazamientos al rojo en astronomía.
«Hubble confirmó que las galaxias externas a nuestra Vía Láctea se están alejando de nosotros, y cuanto más distantes están, más rápido se están alejando», dijo Yan. «Esto se relaciona con los desplazamientos hacia el rojo a través de la noción de distancias: cuanto mayor es el desplazamiento hacia el rojo en el que se encuentra un objeto, como una galaxia, más lejos está de nosotros».
Por lo tanto, Yan dijo que la búsqueda de galaxias con desplazamientos al rojo muy altos brinda a los astrónomos una forma de construir la historia temprana del universo.
«La velocidad de la luz es finita, por lo que la luz tarda un tiempo en viajar una distancia para llegar a nosotros», dijo Yan. «Por ejemplo, cuando miramos al sol, no lo vemos como se ve en el presente, sino como se veía hace unos ocho minutos. Eso es porque ese es el tiempo que tarda la radiación del sol en llegar. nosotros. Entonces, cuando estamos mirando galaxias que están muy lejos, estamos mirando sus imágenes de hace mucho tiempo «.
Usando este concepto, el equipo de Yan analizó la luz infrarroja capturada por el JWST para identificar las galaxias.
«Cuanto mayor es el corrimiento al rojo de una galaxia, más tarda la luz en llegar a nosotros, por lo que un mayor corrimiento al rojo corresponde a una vista anterior del universo», dijo Yan. «Por lo tanto, al observar las galaxias con desplazamientos al rojo más altos, obtenemos instantáneas más tempranas de cómo se veía el universo hace mucho tiempo».
El JWST fue fundamental para este descubrimiento porque los objetos en el espacio como las galaxias que se encuentran en desplazamientos al rojo altos (11 y más) solo pueden detectarse mediante luz infrarroja, según Yan. Esto va más allá de lo que el telescopio espacial Hubble de la NASA puede detectar porque el telescopio Hubble solo ve desde la luz ultravioleta hasta la luz infrarroja cercana.
«JWST, el telescopio infrarrojo más poderoso, tiene la sensibilidad y resolución para el trabajo», dijo Yan. «Hasta que se publicaron estos primeros conjuntos de datos JWST [a mediados de julio de 2022], la mayoría de los astrónomos creían que el universo debería tener muy pocas galaxias más allá del corrimiento al rojo 11. Como mínimo, nuestros resultados desafían esta opinión. Creo que este descubrimiento es solo la punta del iceberg porque los datos que usamos solo se centraron en un área muy pequeña del universo. Después de esto, anticipo que otros equipos de astrónomos encontrarán resultados similares en otros lugares en los vastos confines del espacio a medida que JWST continúa brindándonos una nueva visión de las partes más profundas de nuestro universo».
«El primer lote de z ≈ 11–20 objetos candidatos revelados por las observaciones de lanzamiento temprano del telescopio espacial James Webb en SMACS 0723-73», se publicó en The Astrophysical Journal Letters. Los coautores son Chenxiaoji Ling en MU; Zhiyuan Ma en la Universidad de Massachusetts-Amherst; y Cheng Cheng y Jia-Sheng Huang en el Centro de Astronomía de la Academia China de Ciencias de América del Sur y los Observatorios Astronómicos Nacionales de China.
Con información de The Astrophysical Journal Letter
