El Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA ha descubierto recientemente que objetos brillantes y extremadamente rojos encontrados en el universo temprano desafían la sabiduría tradicional sobre la formación y evolución de las galaxias y sus agujeros negros supermasivos. Todo parte de un equipo multinacional liderado por investigadores de Penn State que utilizó el instrumento NIRSpec a bordo del James Webb como parte del estudio RUBIES.
«Es muy confuso», dijo en un comunicado de prensa el miembro del equipo Joel Leja, profesor asistente de astronomía y astrofísica en Penn State. «Se puede hacer que esto encaje incómodamente en nuestro modelo actual del universo, pero sólo si evocamos alguna formación exótica e increíblemente rápida al principio de los tiempos.
Sus masas son entre 100 y 1.000 veces mayores que la de Sagitario A*
Tres puntos rojos
Las capacidades infrarrojas del JWST permiten a los científicos mirar hacia atrás unos 13.500 millones de años, cerca del origen del universo. El equipo estudió mediciones espectrales, que analizan la intensidad de diferentes longitudes de onda de luz emitida por los objetos. Los investigadores identificaron tres objetos enigmáticos que datan de 600 a 800 millones de años después del Big Bang, una época en la que el universo tenía solo el 5% de su edad actual. Son «demasiado viejos» para haber vivido durante los primeros tiempos cósmicos y agujeros negros que miden hasta miles de veces más grandes que el agujero negro supermasivo que se halla en el corazón de la Vía Láctea. Todos estos hallazgos contradicen diametralmente los modelos actuales de crecimiento y formación de agujeros negros supermasivos, lo que solo puede significar que su formación se debe a algún evento único que nunca más volvió a producirse más allá de cuando el universo contaba con 1.000 millones de años de vida.
Y es que, aparte de su masa y edad inexplicables, si parte de esa luz proviene de agujeros negros supermasivos, entonces tampoco son agujeros negros supermasivos normales. Producen muchos más fotones ultravioleta de lo esperado, según su examen y son realmente masivos.
«Hemos confirmado que estos objetos parecen estar repletos de estrellas antiguas (de cientos de millones de años de antigüedad) en un universo que tiene sólo entre 600 y 800 millones de años. Sorprendentemente, estos objetos ostentan el récord de las primeras firmas de luz de estrellas antiguas», explicó Bingjie Wang, investigadora postdoctoral en Penn State y autora principal del estudio que recoge la revista The Astrophysical Journal Letters. «Fue totalmente inesperado encontrar estrellas viejas en un universo tan joven. Los modelos estándar de cosmología y formación de galaxias han tenido un éxito increíble, pero estos objetos luminosos no encajan cómodamente en esas teorías».
El hallazgo se ha publicado en ‘Astrophysical Journal Letters’.
Curiosos sistemas
Son mucho más antiguos de lo que se creía posible en un universo tan joven. El equipo vio por primera vez los pequeños puntos rojos mientras usaba el James Webb y, sospecharon que los objetos serían galaxias antiguas. Y así fue. El análisis de los espectros de luz confirmó que estos tres objetos eran galaxias que vivieron durante los albores del universo y es más que seguro que sean inesperadamente viejas y más masivas que nuestra galaxia, la Vía Láctea.
«Estas galaxias primitivas estarían muy densas de estrellas, estrellas que debieron haberse formado de una manera que nunca hemos visto, en condiciones que nunca esperaríamos durante un período en el que nunca esperaríamos verlas», dijo Leja. “Y por alguna razón, el universo dejó de producir objetos como estos después de sólo un par de miles de millones de años. Son exclusivos del universo primitivo”.
Parece que estamos profundamente equivocados sobre el modo en que creemos que nacen y evolucionan las galaxias y sus agujeros negros
El equipo espera continuar con más observaciones para explicar algunos de los misterios de los objetos. Planean tomar espectros más detallados para diferenciar la emisión de estrellas y posibles agujeros negros supermasivos. La investigación contó con el apoyo del programa de Observadores Generales de la NASA y utilizó el superordenador Roar del Instituto de Ciencias Computacionales y de Datos de Penn State.
«Hay otra manera de lograr un gran avance, y esa es la idea correcta. Tenemos todas estas piezas del rompecabezas y sólo encajan si ignoramos el hecho de que algunas de ellas se están rompiendo. Este problema es susceptible de un golpe de genialidad que hasta ahora se nos ha escapado a nosotros, a todos nuestros colaboradores y a toda la comunidad científica», concluye Joel Leja, profesor asistente de astronomía y astrofísica en Penn State y coautor del trabajo.
Recreación artística de agujero negro
Referencias:
- “RUBIES: Evolved Stellar Populations with Extended Formation Histories at z ∼ 7–8 in Candidate Massive Galaxies Identified with JWST/NIRSpec” by Bingjie Wang, 冰洁 王, Joel Leja, Anna de Graaff, Gabriel B. Brammer, Andrea Weibel, Pieter van Dokkum, Josephine F. W. Baggen, Katherine A. Suess, Jenny E. Greene, Rachel Bezanson, Nikko J. Cleri, Michaela Hirschmann, Ivo Labbé, Jorryt Matthee, Ian McConachie, Rohan P. Naidu, Erica Nelson, Pascal A. Oesch, David J. Setton and Christina C. Williams, 26 June 2024, The Astrophysical Journal Letters. DOI: 10.3847/2041-8213/ad55f7
- D’Silva, J., Lagos, C., Davies, L., Lovell, C., & Vijayan, A. (2022). Unveiling the main sequence of galaxies at z ≥ 5 with the James Webb Space Telescope: predictions from simulations. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. https://doi.org/10.1093/mnras/stac2878.
Fuente de TenemosNoticias.com: www.muyinteresante.com
Publicado el: 2024-07-08 16:00:00
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