El telescopio Webb ha encontrado carbono complejo en el universo primitivo, confundiendo a los astrónomos

Miles de millones de años antes de que criaturas grandes y pequeñas aparecieran en este planeta, los componentes básicos moleculares de la vida se extendieron por el espacio.

Estas complejas moléculas de carbono del pasado antiguo están comenzando a aparecer en los instrumentos altamente sensibles del Telescopio Espacial James Webb (JWST). Y cuando este polvo cósmico se revela, como lo hace en el nuevo estudiar publicado en la revista del miércoles Naturaleza, los científicos están viendo síntomas de lo que estaba sucediendo cuando el universo evolucionó por primera vez hasta convertirse en lo que es hoy. Y como bono adicional, el polvo espacial revela el corredor entre la Tierra moderna y el Amanecer Cósmico.

Como suele ser el caso, a veces la ciencia plantea más preguntas de las que responde. La nueva investigación, dirigida por el cosmólogo Joris Wittstock, encontró evidencia de moléculas de carbono complejas que datan de cuando el universo tenía solo el 5 por ciento de su edad actual, unos 700 millones de años después del Big Bang. El hallazgo podría profundizar la imagen científica de dónde se forjaron por primera vez estas importantes moléculas. Pero al mismo tiempo, plantea interrogantes sobre la rapidez y la antigüedad en que el universo creó las estrellas que vivieron dentro de las primeras galaxias.

Mirando el viejo polvo

Entre el 21 y el 25 de octubre de 2022, JWST observó 253 fuentes con sus dos instrumentos diseñados para dividir la luz recolectada desde grandes distancias. Luego, los investigadores analizaron los datos para restringir la composición química de esa fuente distante. Cada objeto recibió tiempos de exposición que oscilaron entre 9,3 horas y 28 horas, según el documento.

En esta luz del Universo primitivo, los investigadores han detectado una «colisión» en la atenuación de la luz ultravioleta. Esta característica de los datos está relacionada con la presencia de granos de polvo complejos a base de carbono.

Estas partículas de polvo son más pequeñas que el polvo cotidiano con el que tratamos en nuestra vida diaria, según un científico del JWST y coautor del artículo. Irene Shivaay. Sin embargo, estos granos antiguos son lo suficientemente complejos como para sugerir que las estrellas rotaron antes de lo que sugieren los modelos.

El equipo hizo este trabajo a través de una colaboración conocida como JADES, abreviatura de JWST Advanced Deep Extragalactic Survey, una iniciativa que, según Witstok, está «realmente enfocada en la ciencia extragaláctica».

Divulgaciones y preguntas

Shivaay dice que fue una gran sorpresa ver este polvo tan atrás Contrarrestar vía correo electrónico.

Este polvo cósmico fue descubierto apenas 700 millones de años después del Big Bang; en perspectiva, el Universo tiene unos 13.700 millones de años. El polvo que causó la «colisión» UV en los datos del JWST anuncia un Amanecer Cósmico, o era de reionización. Como la Fundación Nacional de Ciencias describe es cuando las estrellas se ‘alinean’ por primera vez.

Los astrónomos esperan encontrar polvo y elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio en el universo primitivo. Pero los datos de UV muestran que estos complejos granos de polvo fueron sorprendentemente abundantes y se formaron antes de lo previsto. Una posibilidad es que los granos de carbono se formen en escalas de tiempo cortas.

«Creo que es bastante especial ver que realmente podemos llegar al origen de uno de los bloques de construcción más importantes, o tipos de materia, que eventualmente formarán estrellas, así como, por ejemplo, los planetas de nuestro sistema solar. dijo Wittstock. dice Contrarrestar.

¿Que sigue?

El polvo es especial porque es complejo y se forma de ciertas maneras. Según Shivae, las estrellas de las galaxias antiguas deben haber evolucionado lo suficiente como para producir estos granos complejos. Y según el artículo, los depósitos de polvo cósmico tenían 100.000.000 de veces la masa del Sol.

«Esto está en tensión con las teorías y el tiempo disponible para que las estrellas se desarrollen en las primeras galaxias», dice Shivay.

El siguiente paso puede implicar consultar a los teóricos para construir modelos más precisos de cómo la presencia de polvo puede limitar algunos de los detalles del Amanecer Cósmico y limitar lo que los astrónomos creen que sucedió cuando las galaxias comenzaron a desarrollarse por primera vez.

Afortunadamente, los astrónomos tienen una gran herramienta a su alcance. Shiva dice: «JWST ha abierto una nueva ventana a nuestra comprensión del universo».