En un estudio reciente liderado por el Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA, los investigadores han analizado en detalle galaxias previamente desconocidas descubiertas por el telescopio JWST, encontrando que el Universo primitivo era mucho más activo formando estrellas de lo esperado.
El nuevo telescopio espacial James Webb (JWST, de sus siglas en inglés) está deparando muchas sorpresas a los astrónomos. Entre ellas, en un nuevo artículo que acaba de aparecer en The Astrophysical Journal Letters, se describen 3 tipos de galaxias observadas con este telescopio, “cada una más extraña que la otra”, que los astrónomos están empezando a estudiar en detalle con datos procedentes de una de las mayores colaboraciones internacionales que trabajan con datos del JWST, CEERS.
«En los últimos 10 años hemos llevado al límite algunos de los telescopios más potentes, y conocíamos la existencia de algunas galaxias que eran muy brillantes en el rango infrarrojo medio del espectro electromagnético, pero que no éramos capaces de ver con el telescopio espacial Hubble (HST, de sus siglas en inglés). Las llamamos galaxias oscuras para HST», comenta Pablo G. Pérez-González, investigador del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA, España) y primer autor del trabajo. Estas misteriosas galaxias no solo pasaron desapercibidas para el Hubble, sino incluso para los telescopios terrestres más potentes, como el Gran Telescopio de Canarias, el Very Large Telescope o el Keck. «Sabíamos que eran galaxiaslejanas muy interesantes, pero teníamos datos muy limitados para comprender realmente su naturaleza», añade Guillermo Barro, profesor de la Universidad del Pacífico (California, EE. UU.).
Con el lanzamiento del JWST varios equipos de investigación del mundo empezaron a observar estas galaxias y a estudiarlas detenidamente. Muchos de ellos utilizaron observaciones públicas planificadas hace años para abordar diversas cuestiones científicas. «El proyecto CEERS se ideó para servir a toda la comunidad internacional y demostrar el tipo de ciencia que pueden facilitar los datos del JWST», afirma Steve Finkelstein, profesor de la Universidad de Austin (Texas, EE.UU.) e investigador principal de CEERS. “Con ese propósito elaboramos una lista de Artículos Clave (Key Papers en inglés) que pensamos podrían guiar la investigación de la comunidad astronómica internacional sobre la evolución de las galaxias durante los primeros años o incluso durante toda la misión del JWST», añade el Profesor
Finkelstein.
Uno de estos artículos clave sobre las propiedades de las galaxias oscuras del HST acaba de ser publicado en una revista especializada tras un riguroso proceso de revisión por pares. Con un mayor tamaño del espejo y una mayor cobertura de longitudes de onda, JWST es capaz no sólo de estudiar esas galaxias esquivas en su conjunto, «sino también analizar su estructura interna, siendo capaces, por ejemplo, de determinar si algunas partes de la galaxia se formaron antes que otras», menciona Ángela García Argumánez, estudiante de doctorado en la Universidad Complutense de Madrid, cuyo trabajo de tesis es precisamente comprender el ensamblaje de las galaxias con los datos de JWST.
Con los magníficos datos proporcionados por JWST, este equipo de investigación de la colaboración CEERS ha descubierto que las galaxias oscuras para HST son de naturaleza heterogénea. El trabajo ha encontrado que algunas de ellas son galaxias que formaron la mayoría de sus estrellas en el Universo muy joven, se ensamblaron muy rápido y los astrónomos dicen que están muertas, es decir, ya no forman nuevas estrellas en cantidadessignificativas. «Son galaxias extrañas que detuvieron su formación por alguna razón que aún no entendemos», explican los autores del trabajo.
Otro subtipo de galaxias oscuras para HST son todo lo contrario: están formando estrellas muy activamente y en regiones con mucho polvo interestelar. «¿Cómo fueron capaces estas galaxias de formar tantos metales y cómo éstos se convirtieron en polvo, quizá en planetas, en sólo mil o dos mil millones de años, tan pronto en la historia del Universo? Todavía no sabemos en detalle cómo es posible, es muy extraño», añade el Profesor Barro.
Y el tercer tipo es aún más extraño. Muchas de las galaxias oscuras para HST vivieron cuando el Universo tenía apenas mil millones de años, pero parece que ya tienen muchos átomos de oxígeno a altas temperaturas, brillando con gran intensidad. Los autores de este trabajo interpretan esta emisión como la presencia de estrellas muy calientes con edades muy jóvenes, deberían tener uno o dos millones de años como máximo. Pero la presencia de oxígeno significa que debe haber otras estrellas que se formaron antes y que no podemos ver porque son mucho más débiles que las jóvenes. «Imagina que estás en un partido de fútbol sólo durante 5 minutos, ¿qué probabilidad hay de que veas a un jugador marcar un gol? Así que es realmente extraño, es muy difícil que coincida que tantas galaxias tengan estrellas de tan sólo 2 millones de años cuando el Universo tenía mil millones de años. Algo debe estar ocurriendo en esas galaxias que aún no entendemos, quizás estamos viendo la formación de los primeros agujeros negros supermasivos, que creemos que existen hoy en todas las galaxias cercanas y pueden ser cruciales en la evolución de nuestro universo», concluye el Dr. Pérez-González.
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