Desde que entró en funcionamiento el año pasado, el Telescopio Espacial James Webb ha realizado observaciones innovadoras que involucran algunas de las galaxias más antiguas del universo. Se les podría llamar bebés galácticos.
Pero Webb ha obtenido datos aún mejores sobre galaxias un poco más avanzadas en su desarrollo. Los astrónomos los llaman los “adolescentes” galácticos. Y, como muestra una nueva investigación, se parecen a los adolescentes humanos en ciertos aspectos, incluso en el hecho de que muestran un crecimiento acelerado junto con un poco de inmadurez.
Investigación
Los investigadores se centraron en las galaxias que se formaron entre 2 y 3 mil millones de años después del Big Bang, hace aproximadamente 13,8 mil millones de años, que inició el universo. El estudio promedió los datos obtenidos por Webb sobre la luz en varias longitudes de onda que emanan de 23 de esas galaxias (su “ADN químico”) para pintar una imagen compuesta de las características galácticas adolescentes.
“Estas galaxias adolescentes tienen un ADN químico muy singular, lo que indica que han formado un número decente de estrellas (ya han crecido bastante), pero siguen creciendo rápidamente”, dijo Allison Strom, profesora de física y astronomía en la Universidad Northwestern en Illinois. y autor principal del estudio publicado esta semana en Astrophysical Journal Letters .
Según los investigadores, estas galaxias aún no se ven ni actúan como lo hacen las galaxias actuales.
“Pasan por algunos procesos importantes en esta época, muchos de los cuales aún no comprendemos y esperamos comprender mejor pronto, lo que establece en qué tipo de galaxia se convertirán”, dijo la astrónoma y codirectora del estudio Gwen Rudie del Observatorio Carnegie. en California.
Temperaturas
El gas detectado en las regiones de formación estelar (viveros estelares) de galaxias adolescentes era mucho más caliente, a unos 24.000 grados Fahrenheit (13.350 grados Celsius), que el observado en las galaxias actuales.
“La temperatura en estas partes de las galaxias está dominada por las estrellas jóvenes y las propiedades del gas, por lo que encontrar una temperatura diferente significa que hay algo diferente en las estrellas y el gas en las galaxias jóvenes”, dijo Strom.
Se observó que las galaxias brillaban con ocho elementos: hidrógeno, helio, oxígeno, nitrógeno, azufre, argón, níquel y silicio.
“El oxígeno es digno de mención porque es uno de los componentes más importantes del ‘ADN de la galaxia’, en términos de seguimiento del crecimiento pasado. Por cierto, el oxígeno es también el tercer elemento más abundante en el universo (detrás del hidrógeno y el helio)”, dijo Strom.
“El níquel fue sorprendente porque, aunque esperábamos que pudiera haber cierta cantidad de níquel, generalmente no brilla lo suficiente como para verlo ni siquiera en galaxias muy cercanas. Así que verlo fue una sorpresa y puede indicar que hay algo diferente en las estrellas masivas que hacen que el gas brille”, añadió Strom.
Rudie dijo que probablemente existan más que estos ocho elementos dentro de estas galaxias, pero que aún no han sido detectados.
“Debido a que los elementos más pesados que el hidrógeno y el helio se forman predominantemente en las estrellas, saber de qué están hechas las galaxias nos dice cuántas estrellas se formaron en el pasado y qué tan rápido sucedió”, dijo Strom.
Hallazgos
Los hallazgos, añadió Strom, “apuntan hacia una imagen en la que estas galaxias todavía son químicamente ‘inmaduras’ y se están formando muy rápidamente”.
Webb, que se lanzó en 2021 y comenzó a recopilar datos el año pasado, ha remodelado la comprensión del universo primitivo.
Estudio
El nuevo estudio presenta los primeros resultados del Estudio CECILIA que utiliza Webb para examinar la química de galaxias distantes. El nombre CECILIA es la abreviatura de Evolución química restringida mediante líneas ionizadas en auroras interestelares, y al mismo tiempo rinde homenaje a la astrónoma pionera del siglo XX Cecilia Payne-Gaposchkin.
“Ha habido, con razón, mucho entusiasmo acerca de cómo Webb nos ha permitido ver algunas de las primeras galaxias, pero incluso con Webb nuestra capacidad para decir mucho sobre esas galaxias es limitada”, dijo Strom. “Al mismo tiempo, el telescopio nos permite observar galaxias un poco más avanzadas en la historia del universo con una cantidad estupenda de detalle, y CECILIA es el primer y, hasta ahora, el mejor ejemplo de ello”.