Newswise – El Telescopio Espacial James Webb de la NASA se ha superado a sí mismo una vez más, cumpliendo su promesa de acercar los límites del universo observable al amanecer cósmico al confirmar una galaxia brillante que existió 280 millones de años después del Big Bang. Webb ahora ha determinado que eventualmente superará prácticamente todos los puntos de referencia que estableció en esos primeros años, pero la galaxia recientemente confirmada, MoM-z14, contiene pistas interesantes sobre la línea de tiempo histórica del universo y cómo el universo primitivo era un lugar diferente de lo que esperaban los astrónomos.
«Con Webb, podemos ver más lejos de lo que los humanos han visto antes, y no se parece a lo que predijimos, lo cual es a la vez desafiante y emocionante», dijo Rohan Naidu del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), autor principal del estudio de la galaxia MoM-z14 publicado en el Open Astrophysics Journal.
Debido a la expansión del universo impulsada por la energía oscura, la discusión sobre las distancias físicas y «hace años» se vuelve complicada cuando miramos tan lejos. Utilizando el instrumento NIRSpec (espectrógrafo de infrarrojo cercano) de Webb, los astrónomos confirmaron que MoM-z14 tiene un corrimiento al rojo cosmológico de 14,44, lo que significa que su luz ha estado viajando (expandiéndose) a través del espacio durante aproximadamente 13,5 mil millones de años de los 13,5 mil millones de años de existencia del universo, estirándose y «cambiando» a longitudes de onda más largas y rojas.
«Podemos estimar la distancia de las galaxias basándonos en las imágenes, pero es muy importante hacer un seguimiento y confirmar con espectroscopia más detallada que sabemos exactamente qué estamos viendo y cuándo», dijo Pascal Oesch de la Universidad de Ginebra, coinvestigador del estudio.
Características interesantes
Según el equipo de investigación, MoM-z14 forma parte de un grupo creciente de galaxias sorprendentemente brillantes en el universo temprano: 100 veces más de lo que los estudios teóricos predijeron antes del lanzamiento de Webb.
«Existe una brecha cada vez mayor entre la teoría y la observación sobre el universo temprano, lo que plantea preguntas fascinantes que deben investigarse en el futuro», dijo Jacob Shen, investigador postdoctoral del MIT y miembro del equipo de investigación.
Un lugar para que investigadores y teóricos busquen respuestas es la población estelar más antigua de la Vía Láctea. Un pequeño porcentaje de estas estrellas mostró grandes cantidades de nitrógeno, lo que también se refleja en las observaciones de Webb de las primeras galaxias, incluida MoM-z14.
«Podemos tomar una página de la arqueología y observar estas antiguas estrellas de nuestra propia galaxia como fósiles del universo primitivo, pero en astronomía tenemos la suerte de que Webb las haya visto hasta ahora y también tenemos información directa sobre las galaxias. Resulta que estamos viendo las mismas características, como este inusual enriquecimiento de nitrógeno», dijo Naidu.
Debido a que la galaxia MoM-z14 existió sólo 280 millones de años después del Big Bang, no hubo tiempo suficiente para que generaciones de estrellas produjeran tanto nitrógeno como esperarían los astrónomos. Una de las teorías de los investigadores es que el denso entorno del universo primitivo dio origen a estrellas supermasivas que podían producir más nitrógeno que cualquier estrella observada en el universo local.
La galaxia MoM-z14 también muestra signos de estar despejando la densa y antigua nebulosa de hidrógeno del universo primitivo en el espacio que la rodea. Una de las razones por las que se creó Webb fue para determinar la línea de tiempo de este período de «limpieza» en la historia cósmica, que los astrónomos llaman reionización. En ese momento, las primeras estrellas emitieron luz de energía lo suficientemente alta como para atravesar el denso gas de hidrógeno del universo primitivo y comenzar a viajar a través del espacio, hasta llegar finalmente a Webb y a nosotros. Galaxy MoM-z14 proporciona otra pista para mapear la línea de tiempo de la reionización. Este trabajo no fue posible hasta que Webb descubrió esta era del universo.
El legado del descubrimiento continúa
Incluso antes del lanzamiento de Webb, había indicios de que algo inesperado sucedió en el universo temprano, cuando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA descubrió la brillante galaxia GN-z11 400 millones de años después del Big Bang. Webb confirmó la distancia de la galaxia, en ese momento la más distante jamás vista. A partir de ahí, Webb se alejó cada vez más en el espacio y el tiempo, encontrando varias galaxias sorprendentemente brillantes, como GN-z11.
A medida que Webb descubre más y más de estas galaxias inesperadamente brillantes, queda claro que las primeras no son casualidad. Los astrónomos están entusiasmados de que el próximo Telescopio Espacial Nancy Grace de la NASA en Roma utilice una combinación de imágenes infrarrojas de alta resolución y un campo de visión extremadamente amplio para aumentar a miles la muestra de estas galaxias tempranas brillantes, compactas y enriquecidas químicamente.
«Para descubrir qué está sucediendo en el universo temprano, realmente necesitamos más información: observaciones de Webb más detalladas y más galaxias para ver dónde están los puntos en común, que Roman proporcionará», dijo Yijia Li, estudiante de posgrado de la Universidad Estatal de Pensilvania y miembro del equipo de investigación. «Este es un momento increíblemente emocionante en el que Webb explora el universo primitivo como nunca antes y nos muestra cuánto más hay por descubrir».
El Telescopio Espacial James Webb es el observatorio científico espacial número uno del mundo. Webb desvela misterios de nuestro sistema solar, mira mundos distantes alrededor de otras estrellas y explora la misteriosa estructura y los orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios ESA (Agencia Espacial Europea) y CSA (Agencia Espacial Canadiense).
Para obtener más información sobre Webb, visite:
https://science.nasa.gov/webb
