El telescopio espacial James Webb descubre candidatas para las galaxias más distantes del universo

Las dos galaxias, si se confirma, existieron entre 300 y 400 millones de años después del Big Bang.

Los astrónomos han descubierto lo que pueden ser las dos galaxias más distantes jamás vistas escondidas en imágenes de liberación temprana del telescopio espacial más nuevo de la NASA.

Los primeros trabajos científicos del telescopio espacial James Webb incluyen un programa llamado Sondeo Espacial Amplificado por Lentes Grism, o GLASS. A través de GLASS, los astrónomos están escudriñando el cúmulo de galaxias Abell 2744, que es tan masivo que su gravedad puede distorsionar el espacio que lo rodea y actuar como una lente gravitatoria para ampliar las imágenes de galaxias mucho más distantes detrás de él.

Los astrónomos dirigidos por Rohan Naidu del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica descubrieron las dos galaxias candidatas, llamadas GLASS-z11 y GLASS-z13, en el primer lote de datos de GLASS. Las designaciones de las galaxias provienen del hecho de que los astrónomos han medido sus «desplazamientos al rojo» en 11 y 13 respectivamente.

El corrimiento al rojo es una medida de cuánto se ha estirado la luz de una galaxia por la expansión del universo; cuanto mayor sea, más lejos —y más atrás en el tiempo— vemos la fuente. Los corrimientos al rojo de 11 y 13 significan que vemos estas dos galaxias tal como existieron hace más de 13.400 millones de años, solo 400 y 300 millones de años después del Big Bang.

Aún no concluyentes

Los desplazamientos al rojo de las galaxias solo se han medido en función del color de su luz utilizando la cámara de infrarrojo cercano de Webb (NIRCam). Al confirmar sus corrimientos al rojo, los astrónomos analizarán el espectro de cada galaxia —el «código de barras» que mide cuánta luz de cada longitud de onda está presente— y determinarán cuánta luz emitida por átomos y moléculas específicos se ha desplazado al rojo.

El espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) de Webb ya está programado para realizar estos estudios. Si ese trabajo confirma los aparentes corrimientos hacia el rojo, entonces las dos galaxias serán una sorpresa para los astrónomos. El área del cielo examinada por GLASS hasta ahora asciende a 50 minutos de arco cuadrados (la luna llena mide 31 minutos de arco de ancho) y, empero, en esa área ya ha descubierto dos galaxias con un corrimiento al rojo de 11 o más.

Esa abundancia indicaría que las galaxias luminosas en el universo muy primitivo son más comunes de lo esperado. La detección también implica, escribió el equipo de Naidu, que Webb descubrirá muchas más galaxias como estas, y quizás incluso más distantes, en sus observaciones en el futuro.

La localización de estas luminosas galaxias tempranas es importante porque su rápida formación sugiere que pueden usarse para rastrear regiones de formación de galaxias en el universo primitivo. Y dado que las galaxias se forman donde se concentra la mayor parte de la materia, el mapeo de estas galaxias tempranas también nos informará sobre la distribución de la materia normal y oscura solo unos cientos de millones de años después del Big Bang.

Estructura galáctica

Otro descubrimiento sorprendente es que GLASS-z11 muestra indicios de que es alargado, con un disco espiral creciente. La galaxia más distante confirmada actual, GN-z11, también parece tener un disco. Si bien la mayoría de las galaxias descubiertas con un alto desplazamiento al rojo suelen aparecer grumosas, GLASS-z11 y GN-z11 muestran que era posible que la estructura galáctica se desarrollara con bastante rapidez.

GLASS-z11 y GLASS-z13 son galaxias modestas en comparación con nuestra Vía Láctea, que tiene unos 100 000 años luz de diámetro y contiene aproximadamente 200 000 millones de estrellas. GLASS-z11 y GLASS-z13 son, sin embargo, grandes para su época, con diámetros de entre 3.000 y 4.500 años luz, y contienen estrellas con una masa total equivalente al orden de mil millones de soles, muchas de ellas muy luminosas.

De acuerdo con nuestras teorías de formación de galaxias, en el tiempo transcurrido desde las imágenes que vemos de ellas, tanto GLASS-z11 como GLASS-z13 habrán crecido sustancialmente a través de fusiones con otras galaxias, y quizás se hayan convertido en galaxias elípticas gigantes. Mientras tanto, la expansión cósmica ha llevado a GLASS-z11 y GLASS-z13 más lejos de nosotros, y hoy están a más de 32 mil millones de años luz de nosotros, mucho más allá de donde cualquier telescopio puede alcanzar.

GLASS-z13.

Los hallazgos se informan en una preimpresión publicada en arXiv el martes (19 de julio); la investigación también ha sido enviada a Astrophysical Journal Letters.

Fuente: Space.com. Edición: MP.