Esta imagen infrarroja del Telescopio Espacial James Webb de la NASA (también llamado Webb o JWST) fue capturada por la NIRCam (Cámara de Infrarrojo Cercano) del programa JWST Advanced Deep Extragalactic Survey, o JADES. Los datos de NIRCam se utilizaron para identificar galaxias que deberían estudiarse más a fondo mediante observaciones espectroscópicas. Se determinó que una de estas galaxias, JADES-GS-z14-0 (que se muestra en la imagen), tenía un corrimiento al rojo de 14,32 (+0,08/-0,20), lo que la convierte en la poseedora del récord actual de la galaxia más lejana conocida. Esto corresponde a un tiempo de menos de 300 millones de años después del Big Bang. Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Taccella (Cambridge), Phil Cargill (CfA)
Los astrónomos utilizan NASA‘s Telescopio espacial James Webb Descubrieron las galaxias más antiguas y distantes conocidas, que datan de sólo 300 millones de años la gran explosiónEs un hito importante en la comprensión de las primeras etapas del universo.
Un equipo internacional de astrónomos ha anunciado el descubrimiento de las dos galaxias confirmadas más antiguas y distantes hasta la fecha, que datan de sólo 300 millones de años después del Big Bang. Este importante descubrimiento, realizado utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA, representa un hito importante en el estudio del universo temprano. Estas galaxias fueron descubiertas por el equipo del Estudio Extraterrestre Profundo Galáctico Avanzado (JADES) del JWST, codirigido por el astrónomo Brant Robertson de la Universidad de California, Santa Cruz.
«Este descubrimiento es completamente inesperado y probablemente será visto como el descubrimiento extragaláctico más importante del JWST hasta la fecha», dijo Robertson, profesor de astronomía y astrofísica y miembro del comité directivo de JADES. Es el autor principal del primero de tres artículos que tratan sobre diferentes aspectos del descubrimiento.
En un artículo, los autores concluyeron: “Esto demuestra el impacto directo que las nuevas observaciones del JWST pueden tener en nuestro conocimiento del universo distante. Con cúmulos de galaxias de alto desplazamiento al rojo formándose menos de 300 millones de años después del Big Bang, hemos ampliado nuestro acceso al pasado cósmico en un 40% durante los primeros 18 meses de operaciones del JWST.
El corrimiento al rojo se refiere a un efecto causado por la expansión del universo, donde la longitud de onda de la luz de galaxias distantes se estira a medida que viaja. En estas galaxias recién descubiertas, el efecto es intenso y se extiende en un factor de 15, desplazando incluso la luz ultravioleta de las galaxias a longitudes de onda infrarrojas donde sólo el Telescopio Espacial James Webb puede ver.
Los científicos utilizaron el espectrómetro de infrarrojo cercano (NIRSpec) del telescopio espacial James Webb de la NASA para obtener un espectro de la galaxia distante JADES-GS-z14-0 con el fin de medir con precisión su corrimiento al rojo y así determinar su edad. El corrimiento al rojo se puede determinar a partir de la ubicación de la longitud de onda crítica conocida como fracción Lyman-alfa. Esta galaxia se remonta a menos de 300 millones de años después del Big Bang. Fuente de la imagen: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmstead (STScI), S. Cargnani (Scuola Normale Superiore), colaboración JADES
Persiguiendo galaxias primitivas
La teoría moderna sostiene que las galaxias evolucionan en regiones especiales donde la gravedad concentra el gas cósmico y la materia oscura en densos grupos conocidos como «halos». Estos halos evolucionaron rápidamente en el universo primitivo, fusionándose para formar enormes acumulaciones de materia. Esta rápida evolución es la razón por la que los astrónomos están tan interesados en encontrar galaxias más antiguas: cada pequeño incremento hace que nuestros ojos retrocedan a un período menos evolucionado, cuando las galaxias más brillantes eran más distintas e inusuales.
Las dos galaxias recién descubiertas se encontraron en una región cercana al Campo Profundo Extremo del Hubble, y esto se confirmó mediante análisis espectroscópicos. De acuerdo con las prácticas de denominación estándar de la colaboración, las galaxias ahora se conocen como JADES-GS-z14-0 y JADES-GS-z14-1, siendo la primera la más distante de las dos.
Además de ser el nuevo poseedor del récord de distancia, el JADES-GS-z14-0 es grande y brillante. JWST mide la galaxia con un diámetro de más de 1.600 años luz. Muchas de las galaxias más brillantes producen la mayor parte de su luz a través del gas que cae dentro de una galaxia masiva. Agujero negro, producción de cuásares. Pero el equipo dice que el gran tamaño de JADES-GS-z14-0 significa que la luz debe ser producida por estrellas jóvenes.
Gemas profundamente escondidas
Sin embargo, la galaxia masiva era un misterio para el equipo JADES cuando la descubrieron por primera vez hace más de un año, ya que aparece lo suficientemente cerca en el cielo de una galaxia en primer plano que no podían estar seguros de que las dos no fueran vecinas. Pero en octubre de 2023, el equipo de JADES realizó imágenes más profundas (cinco días completos utilizando la cámara de infrarrojo cercano JWST en un solo campo) para formar el «Campo de activos JADES». Con el uso de filtros diseñados para aislar mejor las galaxias tempranas, aumentó la confianza en que JADES-GS-z14-0 estaba realmente muy distante.
Además, la galaxia cayó en una región donde el equipo obtuvo imágenes ultraprofundas con el instrumento JWST Mid-InfraRed. Estos resultados de imágenes combinados convencieron al equipo de incluir la galaxia en lo que estaba previsto que fuera la observación de la cumbre de JADES, una campaña de 75 horas para realizar análisis espectroscópicos en galaxias tempranas débiles. El análisis espectroscópico confirmó sus esperanzas de que JADES-GS-z14-0 fuera de hecho una galaxia sin precedentes, y que la débil galaxia candidata JADES-GS-z14-1 estuviera casi a la misma distancia.
Una nueva era en la exploración cósmica
La combinación de alta luminosidad y origen estelar convierte a JADES-GS-z14-0 en la evidencia más destacada hasta el momento de la rápida formación de galaxias grandes y masivas en el Universo temprano. «Podríamos haber detectado esta galaxia incluso si fuera 10 veces más débil, lo que significa que podríamos ver otros ejemplos en el universo temprano, tal vez dentro de los primeros 200 millones de años», dijo Robertson. «Esta galaxia es verdaderamente una joya y apunta a más tesoros escondidos en el universo primitivo».
El artículo de Robertson, «Las primeras galaxias en el campo de orígenes de JADES: una función de la luminosidad y la densidad de la tasa de formación de estrellas cósmicas 300 millones de años después del Big Bang», ha sido aceptado para su publicación en la revista. Diario astrofísico.
Referencia: “Las primeras galaxias en el campo de orígenes de JADES: función de luminosidad y densidad de la tasa de formación de estrellas cósmicas 300 Ma después del Big Bang” por Brant Robertson, Benjamin D. Guillermo M. Panadero, Andrés J. Bunker, Stefano Cargnani, Courtney Carrera, Philip A. Cargill, Stéphane Charlot, Jacopo Chevallard, Mirko Curti, Emma Curtis Lake, Francesco DiEugenio, Ichi Egami, Ryan Hausen, Jacob M. Hilton. , Peter Jacobsen, Ziyuan Ji, Gareth C. Jones, Roberto Maiolino, Michael V. Maceda, Erika Nilsson, Pablo G. Pérez González, David Puskas, Marcia Ricci, Rinsky Smit, Vengo Sun, Hanna Opler, Lily Witler, Cristina C. Williams, Christopher N. A. Wilmer, Chris Willott y Joris Wittstock, aceptaron. Diario astrofísico.
arXiv:2312.10033
El Telescopio Espacial James Webb es un programa internacional liderado por la NASA con su socio la Agencia Espacial Europea (ESA).Agencia Espacial Europea) y CSA (Agencia Espacial Canadiense).