Han pasado 7.000 millones de años y el apogeo de la formación de estrellas en el universo está empezando a disminuir. ¿Qué aspecto podría haber tenido nuestra galaxia, la Vía Láctea, en aquella época? Los astrónomos que utilizan el telescopio espacial James Webb de la NASA han encontrado pistas en forma de un signo de interrogación cósmico, resultado de una rara alineación a lo largo de años luz de espacio. El artículo de investigación se publica en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
«Sabemos de sólo tres o cuatro casos de configuraciones de lentes gravitacionales similares en el universo observable, lo que hace que este hallazgo sea emocionante, ya que demuestra el poder del Webb y sugiere que tal vez ahora encontremos más de estas», dijo el astrónomo Guillaume Desprez de la Universidad de Saint Mary en Halifax, Nueva Escocia, miembro del equipo que presenta los resultados del Webb.
Aunque esta región se ha observado anteriormente con el telescopio espacial Hubble de la NASA, la galaxia roja y polvorienta que forma la intrigante forma del signo de interrogación sólo se hizo visible con el Webb. Esto se debe a que las longitudes de onda de la luz que detecta el Hubble quedan atrapadas en el polvo cósmico, mientras que las longitudes de onda más largas de la luz infrarroja pueden atravesarlo y ser detectadas por los instrumentos del Webb.
Los astrónomos utilizaron ambos telescopios para observar el cúmulo de galaxias MACS-J0417.5–1154, que actúa como una lupa porque el cúmulo es tan masivo que deforma el tejido del espacio-tiempo. Esto permite a los astrónomos ver con mayor detalle galaxias mucho más distantes detrás del cúmulo. Sin embargo, los mismos efectos gravitacionales que magnifican las galaxias también causan distorsión, lo que da como resultado galaxias que aparecen dispersas en el cielo en arcos e incluso aparecen varias veces. Estas ilusiones ópticas en el espacio se denominan lentes gravitacionales.
La galaxia roja revelada por el Webb, junto con una galaxia espiral con la que interactúa y que fue detectada previamente por el Hubble, se están magnificando y distorsionando de una manera inusual, lo que requiere una alineación particular y poco común entre las galaxias distantes, la lente y el observador, algo que los astrónomos llaman lente gravitacional umbilical hiperbólica.
Esto explica las cinco imágenes del par de galaxias que se ven en la imagen del Webb, cuatro de las cuales trazan la parte superior del signo de interrogación. El punto del signo de interrogación es una galaxia no relacionada que está en el lugar y el espacio-tiempo correctos, desde nuestra perspectiva.
Además de producir un estudio de caso sobre la capacidad del instrumento NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) de Webb para detectar lugares de formación de estrellas en una galaxia a miles de millones de años luz de distancia, el equipo de investigación no pudo resistirse a destacar la forma del signo de interrogación.
«Esto es simplemente genial. Imágenes asombrosas como esta son la razón por la que me metí en la astronomía cuando era joven», dijo el astrónomo Marcin Sawicki de la Universidad de Saint Mary’s, uno de los investigadores principales del equipo.
«Saber cuándo, dónde y cómo ocurre la formación de estrellas dentro de las galaxias es crucial para comprender cómo han evolucionado las galaxias a lo largo de la historia del universo», dijo el astrónomo Vicente Estrada-Carpenter de la Universidad de Saint Mary’s, quien utilizó los datos ultravioleta del Hubble y los infrarrojos del Webb para mostrar dónde se están formando nuevas estrellas en las galaxias. Los resultados muestran que la formación de estrellas está generalizada en ambos. Los datos espectrales también confirmaron que la nueva galaxia polvorienta se encuentra a la misma distancia que la galaxia espiral que está frente a nosotros y que es probable que estén comenzando a interactuar.
«Ambas galaxias en el par Signo de Interrogación muestran una formación estelar activa en varias regiones compactas, probablemente como resultado de la colisión del gas de las dos galaxias», dijo Estrada-Carpenter. «Sin embargo, la forma de ninguna de las galaxias parece demasiado alterada, por lo que probablemente estemos viendo el comienzo de su interacción entre sí».
«Estas galaxias, vistas hace miles de millones de años cuando la formación estelar estaba en su apogeo, son similares a la masa que la galaxia Vía Láctea habría tenido en ese momento. Webb nos está permitiendo estudiar cómo habría sido la adolescencia de nuestra propia galaxia», dijo Sawicki.
Las imágenes y los espectros de Webb en esta investigación provienen del Canadian NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS).
Con información de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
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