Una de las principales funciones del Telescopio Espacial James Webb es encontrar las galaxias más tempranas, expandiendo nuestra
Estos sistemas estelares están mucho más lejos.que todos los objetos observados previamente en el universo. Los científicos escriben sobre galaxias con corrimientos al rojo de 12 a 17. Pero hay una mosca en el ungüento en esta celebración del triunfo científico: algunos investigadores creen que la edad de los objetos puede distorsionarse y los resultados requieren una verificación cuidadosa.
¿Qué galaxia es la más distante?
Antes del lanzamiento del telescopio espacial James Webb endurante mucho tiempo, la galaxia confirmada más lejana fue GN-z11. Fue descubierto en 2016 usando el telescopio Hubble. Es unas 25 veces más pequeña que la Vía Láctea y tiene aproximadamente el 1% de su masa. Al mismo tiempo, la formación de estrellas en él procedió 20 veces más activamente.
GN-z11 está ubicado en la constelación de la Osa Mayor,y los astrofísicos estiman que el corrimiento al rojo es 11,1. Esto significa que lo estamos observando tal como era hace 13.400 millones de años, sólo 400 años después del Big Bang. A medida que el Universo se expande continuamente, las galaxias en el espacio se alejan unas de otras. Por lo tanto, la distancia adecuada a GN-z11 es de unos 32 mil millones de años luz.
Incluso antes del lanzamiento del nuevo telescopio en la primavera de 2022los astrofísicos han anunciado el descubrimiento de un candidato aún más distante, HD1. Fue descubierto usando el Telescopio Espacial Subaru y observaciones desde observatorios terrestres. Según la espectroscopia, su corrimiento al rojo es 13,27, lo que corresponde a una distancia de 13,500 millones de años luz. Y la propia galaxia está ahora a 33.400 millones de años luz de la Tierra.
Apenas una semana después de la publicación de los primeros datosEn el Telescopio James Webb, los investigadores del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica anunciaron el descubrimiento de la galaxia GLASS-z13, que se desplaza tentativamente al rojo en 13. Esto es aproximadamente 300 millones de años después del Big Bang. Una semana después, se recibió un mensaje sobre una galaxia con un corrimiento al rojo de 14 e incluso 16,7. Si esto es cierto, entonces vemos estas galaxias tal como existieron unos 200 millones de años después del Big Bang.
Es cierto que todos estos resultados son preliminares: hasta ahora ninguno de estos valores de redshift ha sido confirmado. Para establecer las distancias a estas galaxias, será necesario el análisis espectroscópico.
Galaxy GN-z11 visto por el telescopio espacial Hubble.Imagen: NASA, ESA, P. Oesch (Universidad de Yale), G. Brammer (STScI), P. van Dokkum (Universidad de Yale) y G. Illingworth (Universidad de California, Santa Cruz)
¿Cómo se encuentran las nuevas galaxias?
En su trabajo, los científicos utilizaron diferentes métodos.Por ejemplo, los astrofísicos de la Universidad de Missouri-Columbia utilizaron el efecto de lente gravitacional creado por el cúmulo de galaxias masivo SMACS J0723. Un objeto masivo distorsiona el movimiento de la luz, magnificando objetos distantes, al igual que la lente de un telescopio óptico normal. Usando este método, los científicos han encontrado 88 galaxias candidatas con un corrimiento al rojo de al menos 11. Algunas de ellas, según los investigadores, pueden tener un corrimiento al rojo de hasta 20.
Otros científicos analizaron imágenes de variosáreas del cielo donde no se utilizó el efecto de lente gravitacional. Estas imágenes son parte del estudio Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), que consta de imágenes de 10 regiones diferentes del cielo tomadas por la cámara de infrarrojo cercano del telescopio (NIRCam).
Para confirmar la edad real de distantelos objetos requieren un análisis espectroscópico, que divide la luz del objeto en un espectro. Para hacer esto, los científicos utilizarán el Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano (NIRSpec) del Telescopio James Webb, así como el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) del Telescopio Espacial.
El efecto de la lente gravitacional en la imagen del cúmulo SMACS J0723. Imagen: NASA, ESA, CSA y STScI
¿Qué es el corrimiento al rojo?
En el estudio del universo primitivo, la principalEl indicador que utilizan los científicos es el corrimiento al rojo. Ayuda a comprender qué tan rápido se aleja un objeto de nosotros. Así como la señal de una locomotora de vapor o un barco suena más bajo a medida que se alejan del observador, la onda de luz de un objeto que se aleja también cambia.
El universo está en constante expansión, lo que significaLas galaxias distantes se están alejando de la Tierra. Durante el corrimiento al rojo, la radiación electromagnética de un objeto que se aleja aumenta su longitud de onda. Esto significa que todos los detalles del espectro se desplazan hacia la región roja.
Cuanto más lejos está la galaxia, antes la vemos ycuanto más se estiraba su luz debido a la expansión del Universo. Como resultado, la luz azul y ultravioleta de estrellas jóvenes y calientes nos parece infrarroja 13.500 millones de años después.
El telescopio James Webb está equipado con instrumentos sensibles que detectan radiación en varias partes del rango infrarrojo y es por eso que pueden capturar la radiación del universo primitivo.
Cambio de rojo y azul. Imagen: Aleš Tošovský, CC BY-SA 3.0, vía Wikimedia Commons
¿Por qué los primeros resultados pueden ser erróneos?
Los estudios preliminares se basan enobservaciones individuales y pueden ser inexactos. Por ejemplo, las polvorientas galaxias formadoras de estrellas que existieron miles de millones de años después del Big Bang pueden hacerse pasar por galaxias distantes sin precedentes. Y además, la luz que emiten las galaxias puede ser distorsionada por otros objetos.
Por ejemplo, en función de qué tan rojoLa galaxia CEERS-DSFG-1 aparece en las imágenes del telescopio James Webb, los astrónomos han determinado el corrimiento al rojo de 17 a 18. Esto significa que la vemos 220 millones de años después del Big Bang. Sin embargo, los astrónomos japoneses utilizaron el telescopio submilimétrico NOEMA para encontrar la misma galaxia y demostrar que contiene una gran cantidad de polvo.
El polvo absorbe longitudes de onda más cortas y más azules.la luz de las estrellas, dejando entrar otras más largas y rojas. Esto significa que cuando se observe visualmente desde la Tierra, dicha galaxia aparecerá más roja. Después de ajustar los resultados de observación para tener en cuenta la influencia del polvo, los científicos demostraron que el corrimiento al rojo real es solo de aproximadamente 5. Esto significa que la galaxia es visible 1.300 millones de años después del Big Bang.
Galaxy CEERS-DSFG-1 en la imagen del telescopio"James Webb" con observaciones de NOEMA superpuestas como líneas de contorno. A la derecha está el aspecto del candidato cuando se ve a través de diferentes filtros: no aparece en los filtros de longitud de onda más corta, pero se vuelve más visible en los filtros más rojos. Imagen: J. Zavala et al.
Los investigadores llegaron a resultados similaresestudiando la galaxia candidata CEERS-1749. Llamaron a su descubrimiento la galaxia de Schrödinger. La cuestión es que el corrimiento al rojo puede ser igual a 5 o 17. Si estamos hablando de una galaxia distante separada, entonces este es uno de los sistemas similares conocidos más distantes, y si es parte de un cúmulo, entonces estamos hablando nuevamente de mil millones de años después del Big Bang. Todo quedará claro después de una nueva investigación.
Independientemente de si se confirmanregistros declarados, los nuevos descubrimientos harán una contribución significativa a la comprensión de los procesos de desarrollo del Universo primitivo. Incluso las galaxias distantes "cercanas" con un corrimiento al rojo de alrededor de 5 abren nuevos datos.
El polvo interestelar es un subproducto del ciclo.el nacimiento y la muerte de las estrellas. Para afectar el corrimiento al rojo, debe haber una gran cantidad de este tipo de polvo. Y esto significa que en tales galaxias debería ocurrir una formación estelar extremadamente intensa. Anteriormente, los científicos no sabían acerca de tales procesos.
Una gran cantidad de galaxias distantes de diferentes períodos de la vida del Universo ayudarán a comprender cómo se formaron y desarrollaron los primeros sistemas estelares.
Lee mas:
"James Webb" envió una foto de la colisión de dos enormes galaxias
Bacterias "inútiles" en la Tierra darán vida a los colonos de Marte
En la pirámide en China encontró un retrato del "rey de los antepasados". Gobernó hace más de 4.000 años.