Una galaxia recién descubierta acaba de rompió el récord por ser el más antiguo visto hasta el momento, lo que presenta un gran desafío para nuestros modelos actuales de formación de galaxias.
Se llama JADES-GS-z14-0 y brilla intensamente en el Universo temprano, tal como se veía menos de 300 millones de años después de la Big Bang. Se confirmó que un segundo descubrimiento reciente, llamado JADES-GS-z14-1, era casi tan distante.
Las detecciones, dicen los astrónomos, ahora son “inequívoco“, lo que significa que Cosmic Dawn podría tener algunas ‘explicaciones’ que dar.
“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 una corrimiento al rojo de 14,32, rompiendo el récord anterior de galaxia más distante”, dicen los astrónomos Stefano Carniani de la Scuola Normale Superiore de Italia y Kevin Hainline de la Universidad de Arizona.
“A partir de las imágenes, se descubre que 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 a una estrella supermasiva en crecimiento. agujero negro. ¡Tanta luz estelar implica que la galaxia tiene varios cientos de millones de veces la masa del Sol! Esto plantea la pregunta: ¿Cómo puede la naturaleza crear una galaxia tan brillante, masiva y grande en menos de 300 millones de años?”
Se han subido tres artículos distintos al servidor de preimpresión arXiv. Aún no han sido revisados por pares, pero los tres llegan a la misma conclusión. JADES-GS-z14-0 definitivamente está ahí, un punto de datos brillante que representa un nuevo camino a seguir para comprender cómo se formó el Universo, desde el principio.
Hasta hace relativamente poco tiempo, teníamos muy poco conocimiento concreto sobre el período conocido como el Amanecer Cósmico, los primeros mil millones de años después del Big Bang hace 13.800 millones de años. Esto se debe a que el Universo primitivo estaba lleno de una niebla de hidrógeno neutro que dispersaba la luz, impidiendo que se propagara.
Esta niebla no duró; fue ionizado y aclarado por la luz ultravioleta emitida por los objetos del Universo temprano, y al final del Amanecer Cósmico, el espacio era transparente.
Para entonces, sin embargo, había un montón de estrellas y galaxias dando vueltas por ahí. Si queremos saber cómo se formó todo, debemos poder ver dentro de la niebla.
Esta es una de las cosas JWST, con sus potentes ojos infrarrojos, fue diseñado para hacerlo. La radiación infrarroja puede viajar a través de medios densos que otras luces no pueden, y sus largas longitudes de onda pueden atravesarlos con una dispersión mínima. Ha estado realizando el JWST Estudio extragaláctico profundo avanzado (JADES), buscando objetos en los primeros 650 millones de años después del Big Bang, con resultados muy interesantes.
Una cosa que hemos estado encontrando repetidamente es objetos grandes mucho antes de lo que esperamos. Eso ha sido bastante alucinante, porque hemos estado operando bajo el supuesto de que cosas como las supermasivas agujeros negros y las galaxias tardan mucho en formarse, mucho más que el período en el que las observamos.
Pero JADES-GS-z14-0 se lleva la palma. Es muy grande y muy brillante, nada parecido a lo que los astrónomos han predicho que serán las galaxias en el Universo temprano. En primer lugar, su tamaño muestra que la mayor parte de la luz tiene que provenir de estrellas, en lugar del resplandor de luz del espacio alrededor de un agujero negro supermasivo en crecimiento.
El análisis de su luz revela la presencia de mucho polvo y oxígeno, algo inesperado en una fase tan temprana. Estos elementos pesados tendrían que fabricarse dentro de estrellas que luego explotarían. Estas características sugieren que varias generaciones de estrellas masivas debieron haber vivido y muerto ya 300 millones de años después del Big Bang.
Dado que las estrellas más grandes hoy en día tienen una vida útil de sólo unos pocos millones de años, eso no es imposible, pero aún no es exactamente lo que los astrónomos esperaban encontrar.
En conjunto, la galaxia sugiere que necesitamos repensar el Universo temprano, lo que demuestra que la gran cantidad de fuentes de luz que vemos allí no puede explicarse completamente por agujeros negros en crecimiento. De alguna manera, galaxias grandes, brillantes y bien formadas pueden ensamblarse temprano en el Amanecer Cósmico.
“JADES-GS-z14-0 se convierte ahora en el arquetipo de este fenómeno”, Carniani dice. “Es sorprendente que el Universo pueda formar una galaxia así en sólo 300 millones de años”.
El artículo de descubrimiento dirigido por Carniani se puede encontrar en arXiv. Se pueden encontrar artículos simultáneos que estudian las propiedades de la luz de la galaxia en arXiv aquí y aquí.