El Telescopio Espacial James Webb está revelando las primeras galaxias del universo como nunca antes, dicen los científicos

El telescopio espacial más nuevo de la NASA ha dejado a los científicos viendo estrellas distantes y galaxias.

El telescopio espacial James Webb (Webb o JWST), que se lanzó en diciembre de 2021, ha realizado solo cinco meses de observaciones científicas. Los astrónomos sabían que el telescopio de $ 10 mil millones ofrecería una nueva vista del universo, pero las primeras observaciones aún han superado esas expectativas. En particular, JWST ha llevado a los científicos a lo más profundo del universo, más lejos de la Tierra y más temprano en la historia cósmica de lo que los investigadores habían anticipado.

«Estamos realmente en camino de hacer realidad el sueño de comprender las galaxias en los primeros tiempos», dijo Garth Illingworth, astrónomo de la Universidad de California, Santa Cruz, durante una conferencia de prensa de la NASA celebrada el jueves (17 de noviembre) dedicada a los primeros resultados científicos del nuevo observatorio. «Los últimos meses han sido emocionantes, pero nos queda mucho por aprender y obtener información sobre lo que realmente está sucediendo en los primeros mil millones de años de las galaxias».

La primera imagen de calidad científica publicada por el equipo de JWST, una imagen que muestra innumerables galaxias esparcidas por el espacio, provocó una lucha mientras los científicos buscaban las galaxias más distantes en el universo observable, una búsqueda que continuó mientras el telescopio se ponía en funcionamiento.

«Una cosa que realmente me llamó la atención en los primeros días de las imágenes JWST es lo rápido que está cambiando nuestra comprensión de las galaxias», dijo Jeyhan Kartaltepe, astrofísico del Instituto de Tecnología de Rochester en Nueva York, durante la sesión informativa. Miró hacia atrás al momento en que se reveló la primera imagen y dijo: «Estábamos presenciando un momento único en una generación en el que, de la noche a la mañana, nuestras capacidades y comprensión del universo estaban a punto de cambiar».

Debido a que la luz viaja a una velocidad fija, observar objetos distantes significa verlos como eran en el pasado, por lo que las galaxias más distantes que los astrónomos pueden ver también son las más primitivas.

Ahora, algunos de esos primeros hallazgos se han publicado en estudios revisados por pares. Quizás la estrella del espectáculo es una galaxia denominada GLASS-z12, que dos equipos separados de investigadores han utilizado las primeras observaciones de JWST hasta la fecha de solo 350 millones de años después del Big Bang. El hallazgo fue noticia en julio, pero incluso ahora no está del todo resuelto.

Desde la detección, una instalación terrestre, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile, ha ofrecido «una confirmación tentativa» del análisis de distancia, Tommaso Treu, astrónomo de la Universidad de California en Los Ángeles y co -autor de uno de los nuevos artículos, dijo durante la sesión informativa.

Sin embargo, cerrar el trato requiere datos JWST nuevos y diferentes. La investigación hasta la fecha que identifica a GLASS-z12 y otros candidatos distantes ha analizado imágenes. Los científicos pueden estimar distancias a partir de imágenes, pero se sabe que las galaxias más cercanas se hacen pasar por distantes en este tipo de datos.

Una técnica más confiable se basa en lo que los científicos llaman espectros, la mancha de luz similar a un código de barras de un objeto separado por la longitud de onda. Es un tipo de datos en los que JWST se especializa, pero los astrónomos deben esperar mientras el observatorio lleva a cabo la ciencia abundante que ya está reservada para su primer año en el espacio.

Los investigadores han pedido que el observatorio use un instrumento separado para volver a visitar la galaxia en los próximos meses. Esa esperanza surge a través de un programa que permite al Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Maryland, que opera el observatorio de la NASA, aprovechar oportunidades fugaces que no se podían haber previsto cuando los científicos solicitaron tiempo en el primer año del telescopio. Los astrónomos aún no han recibido respuesta, dijo Treu; si la solicitud es rechazada, propondrán los trabajos para el segundo año del observatorio, que comienza en julio próximo.

Pero incluso sin las observaciones espectrales a mano, Treu dijo que él y sus colegas confían en la datación de GLASS-z12. «Creo que esto es lo más sólido posible en este momento sin la confirmación de JWST», dijo.

Recompensa temprana

El hallazgo y las otras identificaciones de galaxias súper distantes que los científicos han propuesto en los meses desde que JWST comenzó a trabajar, no son solo curiosidades. La identificación de estas galaxias primitivas permite a los científicos afinar la línea de tiempo entre el Big Bang y el universo tal como lo vemos hoy.

Los astrónomos habían estimado cuántas galaxias podrían encontrar a estas distancias, pero en las observaciones de JWST hasta la fecha, las candidatas están demostrando ser más abundantes de lo esperado. La recompensa significa que las galaxias, y, a su vez, las estrellas de las que están hechas, deben haber comenzado a formarse antes de lo que pensaban los científicos.

«Encontrar estas galaxias realmente brillantes ha abierto todo el juego de pelota», dijo Illingworth, coautor del segundo artículo. Quizás las primeras estrellas podrían haberse formado apenas 200 millones de años después del Big Bang, dijo.

«Es una feliz sorpresa, que hay muchos de este tipo de galaxias para estudiar», dijo durante la sesión informativa Jane Rigby, científica del proyecto de operaciones Webb en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Maryland.

«Estas galaxias de las que estamos hablando son brillantes, por lo que se escondían, justo por debajo de los límites de lo que podría hacer el Hubble», agregó. «Estaban allí esperándonos, solo teníamos que ponernos un poco más rojos y profundizar más de lo que Hubble podía hacer».