El telescopio espacial James Webb presencia el amanecer de la luz de las estrellas

Notas principales de Telescopio espacial James Webb Los resultados de las primeras fusiones de galaxias indican que las estrellas se formaron más rápido y más eficientemente de lo que se sabía anteriormente, lo que revela complejos cúmulos de estrellas y desafía las teorías cosmológicas actuales.

• Las galaxias y las estrellas evolucionaron aún más rápido la gran explosión Que lo esperado.
• Imágenes detalladas de una de las primeras galaxias muestran que el crecimiento fue mucho más rápido de lo que pensábamos.

Un equipo de investigación internacional ha realizado observaciones detalladas sin precedentes de la primera fusión de galaxias de la historia. Sugieren que las estrellas evolucionaron más rápido y más eficientemente de lo que pensábamos.

Utilizaron el Telescopio Espacial James Webb (JWST) para observar el enorme objeto tal como existía 510 millones de años después del Big Bang, hace unos 13 mil millones de años.

«Cuando hicimos estas observaciones, esta galaxia era 10 veces más grande que cualquier otra galaxia descubierta en el universo temprano», dice el Dr. Kit Boyett, investigador ASTRO 3D en Galaxias Tempranas, de la Universidad de Melbourne. Es el autor principal de un artículo publicado recientemente en astronomía de la naturaleza. El artículo incluye 27 autores de 19 instituciones de Australia, Tailandia, Italia, Estados Unidos, Japón, Dinamarca y China.

El telescopio espacial James Webb, lanzado en 2021, permitirá a los astrónomos observar el universo primitivo de formas que antes eran imposibles. Objetos que aparecían como puntos de luz únicos a través de telescopios anteriores, p. telescopio espacial Hubblerevela su complejidad.

El telescopio espacial James Webb muestra detalles de una fusión masiva de galaxias hace 13 mil millones de años. Crédito: Astro 3D

«Es sorprendente ver el poder del Telescopio Espacial James Webb para proporcionar una vista detallada de las galaxias en el borde del universo observable, retrocediendo así en el tiempo», dice el profesor Michel Trinity, líder de la materia y contrato de ASTRO 3D First Galaxies. en la Universidad de Melbourne. El profesor Trinity añade: «Este observatorio espacial cambia nuestra comprensión de la formación temprana de galaxias».

Las observaciones del artículo actual muestran una galaxia que consta de varios cúmulos con dos componentes en el cúmulo principal y una cola larga, lo que indica una fusión en curso de dos galaxias en una galaxia más grande.

«La fusión aún no ha terminado. Podemos decirlo por el hecho de que todavía podemos ver dos objetos. La larga cola es probablemente el resultado de que algún material se deseche durante el proceso de fusión. Cuando dos objetos se fusionan, se deshacen de «Algo importa», dice el Dr. Boyett. «Esto nos dice que hay una fusión y esta es la fusión más amplia jamás realizada».

Estas y otras observaciones realizadas con el telescopio espacial James Webb están impulsando a los astrofísicos a revisar sus modelos de los primeros años del universo.

«Con James Webb, vemos más objetos en el universo primitivo de los que esperábamos ver, y estos objetos también son más masivos de lo que pensábamos», dice el Dr. Boyett. «Nuestra cosmología no es necesariamente errónea, pero nuestra comprensión de la rapidez con la que se forman las galaxias puede serlo porque son más grandes de lo que creíamos posible».

Otras galaxias antiguas. Crédito: Astro 3D

Los hallazgos del equipo del Dr. Boyett muestran que estas galaxias pudieron acumular masa muy rápidamente fusionándose.

Pero no fue sólo el tamaño de las galaxias y la velocidad a la que crecen lo que sorprendió al Dr. Boyett. Su artículo describe por primera vez el número de estrellas que forman las galaxias en fusión, otro detalle posible gracias al Telescopio Espacial James Webb.

«Cuando comparamos nuestro análisis espectroscópico con nuestras imágenes, encontramos dos cosas que eran diferentes. La imagen nos decía que el número de estrellas era pequeño, pero la espectroscopia hablaba de estrellas muy viejas. Pero resulta que ambas son ciertas». dice Boyett. Porque no tenemos un grupo de estrellas, sino dos.»

«Los antiguos residentes han estado allí durante mucho tiempo y lo que creemos que está sucediendo es que la fusión de galaxias está produciendo nuevas estrellas y eso es lo que vemos en las imágenes: nuevas estrellas encima de los antiguos residentes».

La mayoría de los estudios de estos objetos distantes muestran estrellas muy jóvenes, pero esto se debe a que las estrellas más jóvenes son más brillantes y por eso su luz domina los datos de las imágenes. Sin embargo, el telescopio espacial James Webb permite observaciones tan detalladas que se pueden distinguir los dos grupos.

«El hecho es que la espectroscopia es tan detallada que podemos ver las características sutiles de las estrellas antiguas que en realidad nos dicen que hay más allá afuera de lo que pensamos», dice el Dr. Boyett.

“Esto no es del todo sorprendente, ya que sabemos que a lo largo de la historia del universo hay picos de formación de nuevas estrellas por diversas razones, y esto conduce a múltiples poblaciones.

«Pero esta es la primera vez que realmente los vemos a esta distancia».

El artículo tiene importantes implicaciones para los modelos actuales.

«Nuestras simulaciones podrían producir un objeto similar al que observamos, aproximadamente de la misma edad que el universo y con aproximadamente la misma masa. Sin embargo, es extremadamente raro. Muy raro, solo hay uno de ellos en todo el modelo. La posibilidad de observar «Nuestras observaciones sugieren que o tenemos mucha suerte o nuestras simulaciones están equivocadas, y este tipo de cosas es más común de lo que pensamos».

«Lo que creemos que nos estamos perdiendo es que las estrellas se estaban formando de manera más eficiente, y eso podría ser lo que necesitamos cambiar en nuestros modelos».

Referencia: “Una galaxia masiva en interacción 510 millones de años después del Big Bang” por Kristan Boyett, Michele Trinti, Nisha Lithokawalit, Antonello Calabro, Benjamin Metha, Guido Roberts Borsani, Niccolò Dalmaso, Lilan Yang, Paola Santini, Tommaso Trio, Tucker Jones. Alaina Henry, Charlotte A. Mason, Takahiro Morishita, Themia Nanayakkara, Namrata Roy, Chen Wang, Adriano Fontana, Emiliano Merlin, Marco Castellano, Diego Paris, Marusha Bradac, Matt Malkan, Danilo Marchesini, Sara Mascia, Karl Glezbrook, Laura Pinterici. , Eros Vanzella y Benedetta Vulcani, 7 de marzo de 2024, astronomía de la naturaleza.
doi: 10.1038/s41550-024-02218-7