El Telescopio espacial James Webb (JWST) ha descubierto un puñado de posibles galaxias que podrían estar entre las más antiguas en existir.
Situado a 13.600 millones de años luz de distancia y sólo 200 millones de años después del gran explosiónlas cinco galaxias candidatas son las más tempranas jamás detectadas y probablemente algunas de las primeras que se formaron en el universo antiguo.
Si las observaciones posteriores lo confirman, las galaxias antiguas ofrecerán a los astrónomos una prueba de lo mejor que pueden hacer teorías de la formación de galaxias junto con información única sobre cómo se fusionó por primera vez la materia en el cosmos. Los investigadores publicaron sus hallazgos el 26 de noviembre en el base de datos de preimpresión arXivpor lo que aún no han sido revisados por pares.
«De acuerdo con el paradigma estándar de formación de estructuras, las mismas fluctuaciones primordiales que dieron lugar a puntos calientes y fríos en el fondo cósmico de microondas (CMB) eventualmente crecerán, colapsarán y formarán las primeras galaxias durante el amanecer cósmico, marcando el comienzo de la época de primeras luces», escribieron los investigadores en su estudio.
«Estas primeras galaxias han permanecido fuera de nuestro alcance de observación durante décadas», agregaron. Sin embargo, el JWST ha cambiado eso.
Los cosmólogos estimaron anteriormente que los primeros grupos de estrellas comenzaron a fusionarse y formar galaxias apenas unos cientos de millones de años después del Big Bang.
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Luego, apenas entre 1.000 y 2.000 millones de años de vida del universo, las teorías actuales sugieren que estas primeras protogalaxias llegaron a la adolescencia, formándose en galaxias enanas que se devoraron entre sí hasta convertirse en galaxias como la nuestra.
Pero encontrar el momento exacto de este proceso y las velocidades a las que ocurrieron los primeros pasos es un desafío porque la luz de estas galaxias es muy débil y la expansión del universo ha extendido (o corrido al rojo) dramáticamente sus longitudes de onda hacia el espectro infrarrojo.
A diferencia de su predecesor, el Telescopio Espacial Hubble, el JWST puede detectar luz en el espectro infrarrojo, lo que le da acceso al telescopio a las primeras etapas del universo. Pero la luz de las épocas más tempranas de nuestro universo es todavía demasiado tenue para ser detectada por sí sola.
Para solucionar esto, los investigadores detrás de las nuevas observaciones, realizadas como parte del proyecto Galactic Legacy Infrarrojo Midplane Survey Extraordinaire (GLIMPSE), aprovecharon un fenómeno conocido como lentes gravitacionales para magnificar la luz distante de estas galaxias primitivas.
Como Einstein describió en su teoría de la relatividad generalla gravedad es la curvatura y distorsión del espacio-tiempo en presencia de materia y energía. Este espacio curvo, a su vez, dicta cómo se mueven la energía y la materia.
Esto significa que, aunque la luz viaja en línea recta, la gravedad puede doblarla y magnificarla. En este caso, la galaxia Abell S1063 se encuentra entre la región que eligieron estudiar y nuestro sistema solar, enfocando la luz de la galaxia primitiva para que pueda ser vista con telescopios.
Al apuntar el JWST a esta región del espacio curvo y recoger lentamente la luz que irradia detrás de él, los astrónomos llevaron el telescopio al límite de sus capacidades, captando los primeros destellos débiles de las galaxias primitivas.
Si se confirma con más estudios, estas galaxias candidatas serán más jóvenes que la galaxia más antigua confirmadaJADES-GS-z14-0, en aproximadamente 90 millones de años, lo que los coloca entre los primeros que alguna vez pudieron formarse. Y el hecho de que todos hayan sido encontrados en la misma región del cielo sugiere que podría haber muchos más por ahí.
Entonces, ¿cómo crecieron tan rápidamente galaxias como éstas? Las respuestas al misterio cósmico siguen siendo difíciles de alcanzar, pero es poco probable que las encuentren. romper nuestra comprensión actual de la cosmología. En cambio, los astrónomos están jugando con explicaciones que incluyen la aparición antes de lo previsto de agujeros negros gigantes, la retroalimentación de explosiones de supernovas o incluso la influencia de energía oscura para explicar la rápida formación de las estrellas en su interior.
