julio 18, 2024

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El telescopio James Webb observa la aurora cósmica

El telescopio James Webb observa la aurora cósmica
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El Telescopio Espacial James Webb descubre la galaxia más distante y antigua del universo.

FRANKFURT – Este lugar distante es tan antiguo y su luz ha recorrido una distancia infinita para llegar a nuestro sistema solar que está más allá de la imaginación humana: lo que el Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha observado desde enero de 2023 ocurrió unos 290 millones de años después de la Gran Bang, que a su vez ocurrió hace 13,8 mil millones de años. Se trata, pues, de una mirada a la “aurora cósmica” -que se refiere a la etapa temprana del universo en la que se formaron las primeras galaxias-. Si se descubre una galaxia así, como se ha hecho ahora, no sólo será fascinante en sí misma, sino que también proporcionará importantes conocimientos sobre cómo cambiaron el gas, las estrellas y los agujeros negros cuando el universo aún era muy joven.

Específicamente, el espectrógrafo de infrarrojo cercano de James Webb proporcionó imágenes de una galaxia que parecía increíblemente antigua para un equipo de investigación internacional. El espectro registrado corresponde a un corrimiento al rojo de más de 14. El corrimiento al rojo es una medida de cuánto se ha estirado la luz de una galaxia debido a la expansión del universo. Cuanto más corrido al rojo está el espectro, más lejos está el objeto y antes estuvo presente en el universo. Porque la vista al espacio es al mismo tiempo una vista al pasado, porque la luz tarda un cierto tiempo en llegar a la Tierra; Viajar de un extremo de la Vía Láctea (nuestra galaxia natal) al otro lleva hasta 200.000 años.

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El telescopio espacial James Webb investiga el pasado del universo

Esto significa que cuando observamos el universo, sólo vemos el pasado porque la luz tarda mucho en viajar. Los instrumentos del Telescopio Webb fueron diseñados específicamente para “encontrar y comprender las primeras galaxias”, escriben Stefano Cargnani de la Scuola Normale Superiore de Pisa, Italia, y Kevin Heinlein del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona en Tucson. sitio web de james.

La galaxia JADES-GS-z14-0 (ampliada en detalle en la parte superior derecha) se formó apenas 290 millones de años después del Big Bang. Telescopio espacial James Webb © NASA, ESA, CSA, STScI, B. Robert

El telescopio espacial, que fue lanzado el 25 de diciembre de 2021, es un proyecto conjunto entre las agencias espaciales estadounidense, europea y canadiense, y está situado en el punto L2 Lagrange entre la Tierra y el Sol, a 1,5 millones de kilómetros de distancia. Permite una visión del universo hasta ahora inaccesible y tiene como objetivo, entre otras cosas, descubrir galaxias que se formaron poco después del Big Bang. Durante el primer año de observación, Stefano Cargnani y Kevin Heinlein informaron que habían descubierto “varios cientos de galaxias candidatas” de los primeros 650 millones de años desde el Big Bang.

La galaxia ya existía 290 millones de años después del Big Bang

La galaxia, llamada JADES-GS-z14-0, era la más antigua de estas galaxias y vivió 290 millones de años después del Big Bang. Pero primero tenían que confirmar si se trataba realmente de “un nuevo hito en el estudio del universo primitivo” o si habían encontrado “una forma extraña y confusa de una galaxia de mediana edad”, como dijeron los astrónomos.

En enero de 2024, el espectrómetro de infrarrojo cercano James Webb volvió a observar la galaxia JADES-GS-z14-0 durante unas diez horas. Ahora, informan Cargnani y Heinlein, hay “evidencias claras” de que la galaxia efectivamente tiene un corrimiento al rojo de 14,32, “rompiendo el récord anterior para la galaxia más distante”. Eso fue increíblemente emocionante.

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La galaxia contiene en su mayoría estrellas jóvenes.

Según las imágenes, el diámetro de la galaxia es de más de 1.600 años luz. (Un año luz corresponde a la distancia que la luz puede recorrer en el vacío en un año, es decir, unos 9,46 billones de kilómetros). La galaxia brilla extraordinariamente a una distancia enorme. Los investigadores plantean la hipótesis de que JADES-GS-z14-0 emite luz que proviene en gran medida de estrellas jóvenes. “La presencia de tanta luz solar significa que la galaxia es cientos de millones de veces más grande que el Sol”, escribieron los científicos. Esto plantea la pregunta: “¿Cómo pudo la naturaleza crear una galaxia tan brillante, masiva y grande en menos de 300 millones de años?”

Otros instrumentos también proporcionan información sobre las líneas de emisión de hidrógeno y oxígeno. Los astrónomos dijeron que la presencia de oxígeno “tan temprano en la vida de esta galaxia” es “una sorpresa”. Esto sugiere que “varias generaciones de estrellas masivas ya habían vivido vida antes de que observáramos la galaxia”.

Tomando todas las observaciones en conjunto, JADES-GS-z14-0 no se ajusta a los modelos teóricos existentes ni a las simulaciones por computadora de galaxias en el universo primitivo. Es posible que sea necesario cambiarlo pronto o al menos complementarlo. Los investigadores suponen que Webb encontrará más galaxias brillantes de este tipo, “y quizás incluso galaxias más antiguas”. (bam)