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Los astrónomos ahora están descubriendo un número récord de galaxias distantes al examinar el tesoro de datos que actualmente recopila el Telescopio Espacial James Webb (JWST o Webb). Entre ellos se encuentran varias galaxias que datan de 200 millones de años después del Big Bang.
Antes del lanzamiento Telescopio espacial James Webbfue la galaxia confirmada más distante conocida GN-z11que los astrónomos vieron que era unos 420 millones de años después una gran explosióndando lo que los astrónomos llaman un corrimiento al rojo 11.6 (Redshift describe cuánta luz de una galaxia se ha estirado tu:Nivers se expande. Cuanto mayor sea el corrimiento al rojo, más lejos en el tiempo vemos la galaxia).
Solo una semana después del lanzamiento las primeras imagenes cientificas Astrónomos del JWST informaron del descubrimiento de galaxias corrimiento al rojo 13, que equivale a unos 300 millones de años después del Big Bang. Ahora, una nueva ola de resultados científicos está rompiendo ese récord, con algunos astrónomos reportando el descubrimiento de galaxias de hasta 20 corrimientos al rojo.
Galería: Primeras imágenes del Telescopio Espacial James Webb
Este es un gran si. Ninguno de estos valores de corrimiento al rojo está confirmado en esta etapa. Confirmar las distancias de estas galaxias requeriría un análisis espectroscópico, que separa la luz del objeto en lo que los científicos llaman espectro. Ese análisis vendrá más adelante. Sin embargo, parece claro que JWST es totalmente capaz de detectar galaxias de esta era perdida hace mucho tiempo.
Las galaxias fueron descubiertas usando diferentes técnicas. Los astrónomos dirigidos por Haojing Yang de la Universidad de Missouri-Columbia lo usaron lentes gravitacionales creado por un cúmulo de galaxias SMACS J0723 para detectar 88 galaxias candidatas más allá de 11, incluidas varias galaxias estimadas en un corrimiento al rojo de 20. Debido a la expansión cósmica, estas galaxias estarían hoy a más de 35 mil millones de años luz de distancia.
Otros dos artículos informan haber encontrado galaxias de alto corrimiento al rojo en regiones del cielo donde JWST simplemente realizó observaciones profundas sin recurrir a lentes gravitacionales. Estas imágenes son parte de la encuesta Cosmic Evolution Early Emission Science (CEERS), que consta de imágenes de 10 regiones diferentes del cielo tomadas por la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) de JWST. JWST Espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) se une a las observaciones de seis de esos parches, mientras que el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) del Telescopio Espacial estudia cuatro.
Un equipo de astrónomos: Ph.D. Calum Donnan, estudiante de la Universidad de Edimburgo, encontró una galaxia candidata con un corrimiento al rojo de 16,7, equivalente a solo 250 millones de años después del Big Bang. El equipo también encontró otras cinco galaxias con desplazamientos al rojo superiores a 12, todas las cuales superaron el récord anterior establecido por el socio actual de JWST. telescopio espacial Hubble.
Mientras tanto, utilizando las mismas observaciones de CEERS, otro equipo dirigido por Steven Finkelstein de la Universidad de Texas en Austin descubrió una galaxia con un corrimiento al rojo de 14,3, colocándola 280 millones de años después del Big Bang, que los investigadores llamaron «Galaxia de Maisy». Después de la hija de Finkelstein. Los astrónomos han determinado que esta galaxia también pudo haber sido vista por el telescopio espacial Hubble, pero no fue reconocida en ese momento. Si echamos un vistazo más de cerca a la galaxia en los datos archivados, Maisy Galaxy tendría que producir una luz ultravioleta muy fuerte a partir de un poderoso estallido de formación estelar para que el Hubble lo notara.
De hecho, todos los candidatos a galaxias distantes muestran evidencia de una fuerte emisión de luz ultravioleta, suficiente para resolver el debate sobre qué gas de hidrógeno ionizado en el universo, poniendo fin al llamado «Edades Oscuras CósmicasA lo largo de los años, los astrónomos han propuesto causas que van desde las primeras estrellas y galaxias hasta la salida de radiación de los primeros agujeros negros supermasivos.
En su artículo, el equipo de Donnan calculó la «función de luminosidad ultravioleta galáctica» entre los corrimientos al rojo 8 y 15. El valor está estrechamente relacionado con la formación estelar, ya que cuantas más estrellas jóvenes calientes se forman en una galaxia, más luz ultravioleta emite. El equipo de Donnan concluyó que había más que suficiente radiación ultravioleta de las estrellas en estas primeras galaxias para ionizar el universo.
La abundancia de galaxias detectadas en corrimiento al rojo puede considerarse infantes cósmicos. Estas galaxias abarcan solo 1000 años luz de diámetro y contienen solo decenas de millones de estrellas; Las galaxias modernas pueden albergar cientos de miles de millones de estrellas. Los astrónomos estiman que los bebés espaciales tienen menos de 100 millones de años y posiblemente hasta 20 millones de años.
Los científicos aún tienen que descubrir cualquiera de las primeras galaxias en el universo que pueden estar en corrimientos al rojo mayores a 25. Aún así, los nuevos descubrimientos representan generaciones de galaxias que han sido seguidas de cerca y que los científicos ven en las primeras etapas de desarrollo.
La cantidad de luz ultravioleta (desplazada hacia el rojo a longitudes de onda infrarrojas más largas que la hacen visible para JWST), combinada con la abundancia de galaxias de alto desplazamiento hacia el rojo que encuentra al principio de su misión, sugiere que las galaxias eran abundantes en la historia más temprana del Universo. el universo. Contrariamente a algunas expectativas, la tasa de formación de estrellas puede estar disminuyendo gradualmente a medida que miramos hacia atrás en el tiempo, en lugar de una fuerte caída más allá del corrimiento al rojo 11.
“La validación de espectroscopia debe seguir [these redshifts], [it means that] Nuestro universo ya estaba repleto de galaxias 300 millones de años después del Big Bang”, escribió el equipo de Finkelstein en su artículo.
Ahora que JWST ha detectado estos fuertes candidatos a galaxias a grandes distancias, las siguientes preguntas son qué tan lejos puede ver JWST y si eso será suficiente para detectar las primeras galaxias que existieron, quizás solo 100 millones de años después del Big Bang. . Tal descubrimiento requeriría una gran dosis de suerte, ya que dependería de lentes gravitacionales aleatorios para ver las galaxias primordiales.
Se puede encontrar papel Yan aquí; papel de donnan aquí; y el papel de Finkelstein aquí.
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