Un grupo de investigadores ha explicado que, en la infancia del cosmos, la diversidad de galaxias era mucho mayor de lo que se pensaba hasta ahora. El trabajo puede ayudar a entender la estructura de esas galaxias y el grado de madurez que presentaban (es decir, hasta qué punto se parecen a las galaxias modernas).
La diversidad de galaxias en las primeras etapas del universo
El telescopio James Webb sigue demostrando ser una herramienta fundamental para entender las primeras etapas del universo. Un grupo de investigadores ha utilizado sus datos para estudiar las estructuras de las galaxias. Lo que han observado es que las galaxias muestran mucha más diversidad de lo esperado. También se han visto galaxias más maduras de lo que se creía posible. En este estudio, los investigadores han comparado imágenes de cientos de galaxias, tomadas por el telescopio espacial James Webb en los últimos meses.
Esas imágenes han sido tomadas como parte de la campaña Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS, su traducción es Evolución Cósmica, Publicación Temprana de Ciencia). Las han comparado con las imágenes del telescopio espacial Hubble y han presentado sus resultados en la 241ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana. En su trabajo, los autores han examinado 850 galaxias, con un valor de desplazamiento al rojo (representado con la letra z) de 3 a 9. El desplazamiento al rojo permite determinar en qué momento las vemos.
La inmensa mayoría de galaxias del universo se alejan de la Vía Láctea. En ese proceso, la luz que emiten se estira y se desplazan por el espectro electromagnético. En el espectro visible, el rojo es el color correspondiente a la mayor longitud de onda que podemos ver. Tras ella, nos encontramos con el infrarrojo. El desplazamiento al rojo indica cuánto se ha estirado la luz de estas galaxias. El valor de entre 3 y 9 indica que se observa esas galaxias tal y como eran hace entre 11 000 y 13 000 millones de años, en una época temprana del universo.
El estudio de galaxias con disco
La tremenda capacidad de observación del telescopio espacial James Webb es clave para poder ver estas galaxias tenues, que muestran un desplazamiento al rojo elevado. Es capaz de mostrarlo con mucho más detalle que el telescopio Hubble. Por lo que, naturalmente, el equipo de investigadores puede observar muchas más características. Han visto una gran diversidad de galaxias. Algunas muestran características maduras, tales como discos y componentes esferoidales. En estudios anteriores, ya se había visto la abundancia de galaxias con disco.
Eso sigue siendo cierto en las observaciones del telescopio James Webb. Pero en este estudio, y eso es lo que destacan los investigadores, se observan muchas galaxias con otras estructuras. Galaxias esferoidales y con formas irregulares. Algo que es frecuente a distancias mucho menores (y por tanto mucho más cerca del universo moderno). Esto quiere decir que, incluso en estas grandes distancias, en las primeras etapas del universo, las galaxias ya habían evolucionado considerablemente. De ahí la variedad de estructuras.
Los resultados permiten demostrar la capacidad del telescopio James Webb en cuanto a profundidad, resolución y cobertura de longitud de onda en comparación al telescopio Hubble. De las 850 galaxias utilizadas en el estudio, que ya habían sido identificadas por este último, 488 han sido reclasificadas. La mayor capacidad de observación del telescopio James Webb ha permitido ver que su estructura es diferente a lo que se suponía. Esto, destacan los autores, es solo el comienzo de lo que posibilita la gran capacidad de observación de James Webb.
La diversidad de galaxias obliga a plantear algunas preguntas
Esto, a su vez, también tiene otra lectura que destacan los autores. No se sabe, todavía, cuándo se formaron las primeras estructuras en las galaxias. Es decir, todavía no se están observando las primeras galaxias con discos. Por lo que será necesario estudiar muchas más galaxias, con un desplazamiento al rojo mayor, para poder determinar en qué momento, de la historia del universo, comienzan a aparecer características como los discos. De esta manera, se podrá entender mejor cómo es la historia de evolución de las galaxias.
En el trabajo se ha utilizado un conjunto de datos inicial, capturado por CEERS cuando el telescopio James Webb comenzó a funcionar en junio de 2022. Desde entonces, la campaña ha acumulado 60 horas de observación. Por ello, podría proporcionar miles de galaxias, con un desplazamiento al rojo muy elevado, que poder estudiar. COSMOS-Web es el programa más grande, de observación general, que se ha seleccionado para el primer año de funcionamiento del telescopio James Webb. Podrá proporcionar incluso más datos.
En total, acumulará 255 horas de observación. Su campaña ha comenzado en enero de este mismo año. Esta noticia se suma a la que ya publicábamos sobre la abundancia de galaxias en las primeras etapas del cosmos. El telescopio James Webb fue concebido, principalmente, para dar respuesta a las preguntas sobre la infancia del universo y sus primeras etapas. Por lo que no será sorprendente si, en los próximos meses, vemos muchos más estudios de esta naturaleza. Las comparaciones con Hubble, además, tampoco cesarán…
Estudio
El estudio es J. Kartaltepe, C. Rose, B. Vanderhoof et al.; «CEERS Key Paper IV: The Diversity of Galaxy Structure and Morphology at z=3-9 with JWST». Puede consultarse en la plataforma arXiv, en este enlace.
Referencias: Phys
