Puede que existan otras civilizaciones, pero están tan distantes que casi nunca podremos descubrirlas. Para que os hagáis una idea, el telescopio espacial James Webb ha descubierto la que será la galaxia más antigua jamás fotografiada. Y está tan distante que su luz tardó 13.400 millones de años en llegar hasta nosotros.
¿Y si hubiera vida evolucionada en otras galaxias? Puede que nunca lo sepamos
El telescopio espacial James Webb (JWST) ha estado ocupado observando los confines distantes del Universo, también conocido como el “amanecer cósmico”. Este período, cuando el Universo tenía sólo unos pocos cientos de millones de años, constituye un tesoro de información sobre la evolución de las galaxias cuando el Universo era muy joven.
En octubre de 2023 y enero de 2024, un equipo internacional de astrónomos utilizó Webb para observar galaxias como parte del programa JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Utilizando el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) de Webb, el equipo obtuvo el espectro de una galaxia sin precedentes observada sólo 290 millones de años después del Big Bang.
En enero de 2024, NIRSpec observó esta galaxia, JADES-GS-z14-0, durante casi diez horas, y cuando se procesó el espectro por primera vez, hubo evidencia inequívoca de que la galaxia estaba efectivamente en un desplazamiento al rojo de 14,32, batiendo el récord del galaxia más distante anterior (z = 13,2 de JADES-GS-z13-0). Ver este espectro fue increíblemente emocionante para todo el equipo, dado el misterio que rodea a la fuente.
Lo explican Stefano Carniani y Kevin Hainline.
Los datos de NIRCam se utilizaron para determinar qué galaxias estudiar con 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 distante conocida. Esto corresponde a un período de menos de 300 millones de años después del Big Bang. » En la imagen de fondo, el azul representa la luz a 0,9, 1,15 y 1,5 micras (filtros F090W + F115W + F150W), el verde a 2,0 y 2,77 micras (F200W + F277W) y el rojo a 3,56, 4,1 y 4,44 micras (F356W + F410M + F444W). ). La imagen desmontable muestra luz de 0,9 y 1,15 micrones (F090W + F115W) en azul, 1,5 y 2,0 micrones (F150W + F200W) en verde y 2,77 micrones (F277W) en rojo.
La galaxia JADES-GS-z14-0 es una galaxia antigua
Además del notable récord de distancia, el El equipo también determinó que la galaxia JADES-GS-z14-0 debe ser excepcionalmente brillante.. La fuente tiene más de 1.600 años luz de diámetro, "lo que demuestra que la luz que vemos proviene principalmente de estrellas jóvenes y no de emisiones cercanas de un agujero negro supermasivo en crecimiento".
Para que haya tanta luz estelar, la galaxia debe tener cientos de millones de veces la masa del Sol, lo que lleva a una de las preguntas más vitales que los astrónomos que utilizan Webb están tratando de responder: "¿Cómo pudo la naturaleza haber formado una galaxia tan brillante, masiva y grande en menos de 300 millones de años?»
Aunque resolver este misterio requiere más ciencia, los datos ofrecen ideas más sorprendentes. La antigua y distante galaxia tampoco es tan azul como podría ser, lo que demuestra que parte de su luz está enrojecida por el polvo, incluso en este Universo tan temprano.
Les scientifiques ont utilisé le spectrographe NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) du télescope spatial James Webb de la NASA pour obtenir un spectre de la galaxie lointaine JADES-GS-z14-0 afin de mesurer avec précision son redshift et, par conséquent, de déterminer su edad. El corrimiento al rojo se puede determinar a partir de la ubicación de una longitud de onda crítica conocida como ruptura de Lyman-alfa. Esta galaxia se remonta a menos de 300 millones de años después del Big Bang.
Jake Helton, del Observatorio Steward y la Universidad de Arizona, utilizó el instrumento Webb Mid-Infrared (MIRI) para identificar JADES-GS-z14-0 en longitudes de onda aún más largas, lo cual es una "hazaña notable considerando su distancia". Los datos de observación de MIRI incluyen longitudes de onda de luz en el espectro visible, aunque estas longitudes de onda están desplazadas al rojo, fuera de las capacidades de detección de Webb.
El análisis de Helton de la luminancia del objeto, combinado con extrapolaciones de otras observaciones de Webb, muestra evidencia de la presencia de emisiones de gases altamente ionizados en la galaxia, que aparecen como líneas de emisión de hidrógeno y oxígeno.
Este es otro aspecto impresionante del descubrimiento, ya que sugiere que varias generaciones de estrellas gigantes ya nacieron y murieron entre el Big Bang y las observaciones de JADES-GS-z14-0. En otras palabras, entre el punto cero (el Big Bang) y 290 millones de años después del Big Bang, las estrellas ya se habían sucedido en la región que rodea a JADES-GS-z14-0.
Todas estas observaciones, en conjunto, nos dicen que JADES-GS-z14-0 no se parece a los tipos de galaxias que predicen los modelos teóricos y las simulaciones por computadora en el Universo temprano. Dado el brillo observado de la fuente, podemos predecir cómo podría crecer a lo largo del tiempo cósmico, y hasta ahora no hemos encontrado ningún análogo adecuado entre los cientos de otras galaxias que hemos observado con un alto corrimiento al rojo en nuestro estudio.
Dada la región relativamente pequeña del cielo que estudiamos para encontrar JADES-GS-z14-0, su descubrimiento tiene profundas implicaciones para el número esperado de galaxias brillantes que observamos en el Universo temprano, como se analiza en otro estudio simultáneo de JADES (Robertson et al. ., recientemente aceptado). Es probable que los astrónomos descubran muchas de estas galaxias brillantes, quizás incluso más lejanas, durante la próxima década con Webb. ¡Estamos emocionados de ver la extraordinaria diversidad de galaxias que existieron en Cosmic Dawn!
Los investigadores explican.
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