El eslabón perdido
En una extraña galaxia, el telescopio Webb de la NASA encuentra un posible eslabón perdido que lleva a las primeras estrellas
Al observar en profundidad el universo primitivo con el telescopio espacial James Webb de la NASA, los astrónomos han descubierto algo sin precedentes: una galaxia con una extraña firma luminosa, que atribuyen a que su gas eclipsa a sus estrellas. Descubierta aproximadamente mil millones de años después del Big Bang, la galaxia GS-NDG-9422 (9422) puede ser una fase de eslabón perdido de la evolución galáctica entre las primeras estrellas del universo y las galaxias conocidas y bien establecidas.
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| Es posible que la galaxia GS-NDG-9422 haya pasado fácilmente desapercibida. Sin embargo, lo que aparece como una imagen borrosa en esta imagen NIRCam (Near-Infrared Camera) del telescopio espacial James Webb puede ser en realidad un descubrimiento revolucionario que indique a los astrónomos un nuevo camino para comprender la evolución de las galaxias en el universo primitivo. La información detallada sobre la composición química de la galaxia, captada por el instrumento NIRSpec (espectrógrafo de infrarrojo cercano) del Webb, indica que la luz que vemos en esta imagen proviene del gas caliente de la galaxia, en lugar de sus estrellas. Esta es la mejor explicación que los astrónomos han descubierto hasta ahora para explicar las características inesperadas del espectro de luz. Creen que las estrellas de la galaxia son tan extremadamente calientes (más de 140.000 grados Fahrenheit, u 80.000 grados Celsius) que están calentando el gas nebular, lo que le permite brillar incluso más que las propias estrellas. Los autores de un nuevo estudio sobre las observaciones de la galaxia realizadas por el telescopio Webb creen que GS-NDG-9422 puede representar una fase nunca antes vista de la evolución de las galaxias en el universo temprano, dentro de los primeros mil millones de años después del Big Bang. Su tarea ahora es ver si pueden encontrar más galaxias que presenten las mismas características. Créditos: Imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, Alex Cameron (Oxford) |
"Mi primer pensamiento al observar el espectro de la galaxia fue: 'esto es extraño', que es exactamente lo que el telescopio Webb fue diseñado para revelar: fenómenos totalmente nuevos en el universo temprano que nos ayudarán a entender cómo comenzó la historia cósmica", dijo el investigador principal Alex Cameron de la Universidad de Oxford.
Cameron se puso en contacto con su colega Harley Katz, un teórico, para analizar los extraños datos. Trabajando juntos, su equipo descubrió que los modelos informáticos de nubes de gas cósmico calentadas por estrellas masivas muy calientes, hasta el punto de que el gas brillaba más que las estrellas, coincidían casi a la perfección con las observaciones de Webb.
“Parece que estas estrellas deben ser mucho más calientes y masivas que lo que vemos en el universo local, lo que tiene sentido porque el universo primitivo era un entorno muy diferente”, dijo Katz, de Oxford y la Universidad de Chicago.
En el universo local, las estrellas masivas y calientes típicas tienen una temperatura que oscila entre 70.000 y 90.000 grados Fahrenheit (40.000 y 50.000 grados Celsius). Según el equipo, la galaxia 9422 tiene estrellas con temperaturas superiores a 140.000 grados Fahrenheit (80.000 grados Celsius).
El equipo de investigación sospecha que la galaxia se encuentra en medio de una breve fase de intensa formación estelar dentro de una nube de gas denso que está produciendo una gran cantidad de estrellas masivas y calientes. La nube de gas está siendo golpeada por tantos fotones de luz de las estrellas que brilla con una intensidad extraordinaria.
Además de su novedad, el gas nebular que brilla más que las estrellas es intrigante porque es algo predicho en los entornos de la primera generación de estrellas del universo, que los astrónomos clasifican como estrellas de Población III.
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| Esta comparación de los datos recopilados por el telescopio espacial James Webb con una predicción de un modelo de computadora resalta la misma característica inclinada que primero llamó la atención del astrónomo Alex Cameron, investigador principal de un nuevo estudio publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. El gráfico inferior compara lo que los astrónomos esperarían ver en una galaxia "típica", con su luz proveniente predominantemente de estrellas (línea blanca), con un modelo teórico de luz proveniente de gas nebular caliente, que eclipsa a las estrellas (línea amarilla). El modelo proviene del colaborador de Cameron, el astrónomo teórico Harley Katz, y juntos se dieron cuenta de las similitudes entre el modelo y las observaciones de Cameron en el Webb de la galaxia GS-NDG-9422 (arriba). La inusual disminución del espectro de la galaxia, que conduce a un aumento exagerado del hidrógeno neutro, coincide casi a la perfección con el modelo de Katz de un espectro dominado por gas supercalentado. Aunque este es solo un ejemplo, Cameron, Katz y sus colegas investigadores creen que la conclusión de que la galaxia GS-NDG-9422 está dominada por luz nebular, en lugar de luz estelar, es su punto de partida más sólido para futuras investigaciones. Están buscando más galaxias en torno a la misma marca de mil millones de años en la historia del universo, con la esperanza de encontrar más ejemplos de un nuevo tipo de galaxia, un eslabón perdido en la historia de la evolución galáctica. Créditos: Ilustración: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI) |
“Sabemos que esta galaxia no tiene estrellas de Población III, porque los datos del Webb muestran demasiada complejidad química. Sin embargo, sus estrellas son diferentes a las que conocemos: las estrellas exóticas de esta galaxia podrían ser una guía para entender cómo las galaxias pasaron de ser estrellas primordiales a los tipos de galaxias que ya conocemos”, dijo Katz.
En este momento, la galaxia 9422 es un ejemplo de esta fase del desarrollo galáctico, por lo que aún quedan muchas preguntas por responder. ¿Son estas condiciones comunes en las galaxias en este período de tiempo o son algo poco común? ¿Qué más pueden decirnos sobre fases anteriores de la evolución galáctica? Cameron, Katz y sus colegas investigadores están identificando activamente más galaxias para agregar a esta población y comprender mejor lo que estaba sucediendo en el universo durante los primeros mil millones de años después del Big Bang.
“Es un momento muy emocionante poder utilizar el telescopio Webb para explorar esta parte del universo que antes era inaccesible”, afirmó Cameron. “Estamos apenas al comienzo de nuevos descubrimientos y nuevos conocimientos”.
El artículo de investigación se publica en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, enlace publicación.
El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio de ciencia espacial del mundo. Webb resuelve misterios en nuestro sistema solar, observa más allá de los mundos distantes alrededor de otras estrellas y explora las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional dirigido por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la CSA (Agencia Espacial Canadiense).
Créditos
Contacto con los medios
Instituto Científico del Telescopio Espacial Leah Ramsay, Baltimore, Maryland
Instituto Científico del Telescopio Espacial Christine Pulliam, Baltimore, Maryland
Enlaces y documentos relacionados
El artículo científico de A. Cameron et al.
