 *Esta imagen del telescopio espacial James Webley contiene aprox. En el centro de esta imagen, la mancha de luz rosa de seis puntas, está el cuásar J0100+2802, como se ve cuando el universo tenía solo 900 millones de años. Créditos: NASA, Agencia Espacial Europea, Agencia Espacial Canadiense, Simon Lilly (ETH Zurich), Daiichi Kashino (Universidad de Nagoya), Jorit Matei (ETH Zurich), Christina Eilers (MIT), Rob Simko (MIT), Rungmon Bordoloi (NCSU) , Roy Mackenzie (ETH Zúrich), Alyssa Pagan (STScI), Ruari Mackenzie (ETH Zúrich)*
Hace mucho tiempo, cuando el universo era joven, era difícil ver. Durante los primeros mil millones de años después del Big Bang, el espacio entre las estrellas y las galaxias se llenó de nubes de gas de hidrógeno enfriado, que absorbieron toda la luz. Como resultado, si existiera vida inteligente en ese momento, no verían nada más que oscuridad en el espacio; no verían otras estrellas o galaxias.
Luego llegó un momento que los astrónomos han llamado la era de la reionización, cuando todo el gas de hidrógeno pasó de opaco a transparente a medida que se calentaba y se ionizaba. Los astrónomos sabían que este proceso sucedió (no veríamos el universo incluso si no fuera así). Hasta ahora, sin embargo, no tenían pruebas contundentes de cómo sucedió esto.
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Ahora, un equipo de investigadores, Emission Line Galaxies and Intergalactic Gas in the Age of Reionization, o EIGER, dirigido por Simon Lilly de ETH Zürich en Suiza, ha utilizado el telescopio espacial James Webb para resolver este misterio.
Enfocando a Webb en una pequeña región del espacio entre las constelaciones de Piscis y Andrómeda, el equipo apuntó el telescopio directamente a un antiguo objeto brillante conocido como cuásar J0100 + 2802. Un cuásar es un agujero negro supermasivo en el corazón de una galaxia que emite enormes cantidades de energía a medida que consume materia Los cuásares son algunos de los Uno de los objetos más brillantes del universo.
La impresión de este artista muestra cómo se vería un cuásar distante de cerca. Crédito: ESO/M. Kornmisser
Sin embargo, el equipo de EIGER no solo estaba interesado en el cuásar en sí. También usaron Webb para observar cómo se comporta la luz del cuásar cuando pasa a través de los gases a lo largo del camino desde J0100+2802 hasta los instrumentos del telescopio.
«A medida que la luz del cuásar viajó hacia nosotros a través de diferentes parches de gas, fue absorbida por el gas opaco o se movió libremente a través del gas transparente». la nasa dijo.
Al agregar datos de Webb a observaciones similares recopiladas por el Observatorio W.M. Keck en Hawái, así como por el Very Large Telescope de ESO y el Telescopio Magallanes en el Observatorio Las Campanas, el equipo de EIGER ha emparejado el comportamiento de la luz con las posiciones de las primeras galaxias visibles a lo largo de la línea. -de vista a J0100+2802.
Fotografiadas por el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, estas seis galaxias aparecieron como aparecían cuando el universo tenía solo 900 millones de años. Créditos: NASA, Agencia Espacial Europea, Agencia Espacial Canadiense, Simon Lilly (ETH Zurich), Daiichi Kashino (Universidad de Nagoya), Jorit Matei (ETH Zurich), Christina Eilers (MIT), Rob Simko (MIT), Rungmon Bordoloi (NCSU) , Roary Mackenzie (ETH Zúrich); Procesamiento de imágenes: Alyssa Pagan (STScI) y Rawari Mackie
«[These early galaxies] más caótico que el del universo cercano”, Jorit Mate de ETH Zürich, autor principal del libro Uno De los tres documentos del equipo basados en estas observaciones, V presione soltar. «Webb muestra que estaban formando estrellas activamente y deben haber estado lanzando muchas supernovas. ¡Tenían un joven bastante aventurero!»
Los resultados revelaron que cada galaxia estaba rodeada por un manto de gas transparente, ionizado y caliente con un radio de dos millones de años luz. Para tener una idea de la escala, el gran vecino más cercano de nuestra galaxia, la galaxia de Andrómeda, está a unos 2,5 millones de años luz de distancia.
«Webb no solo muestra claramente que estas regiones transparentes existen alrededor de las galaxias, sino que también medimos su tamaño», dijo Daichi Kashino de la Universidad de Nagoya, autor principal del libro. último De los trabajos escritos por el equipo, ilustrados en presione soltar. «Usando los datos de Webb, vemos galaxias reionizando el gas que las rodea».
Como se resume en el cuadro a continuación, las primeras galaxias en el universo, en sí mismas, fueron responsables de provocar la era de la reionización.
Las cuatro etapas de la era de la reionización. Crédito: NASA, ESA, CSA, Joyce Kang (STScI)
A medida que pasan por episodios de formación estelar y muerte estelar a través de supernovas, la radiación de estas galaxias es lo que calienta e ioniza el gas de hidrógeno, volviéndolo opaco a transparente. Estas burbujas de gas ionizado transparente luego se expandieron y fusionaron, lo que permitió que la luz viajara a lo largo del universo.
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Más rompecabezas para resolver
Incluso cuando respondieron a la pregunta de cuál fue el responsable final del universo transparente que vemos hoy, este equipo de investigadores también agregó otro misterio creciente sobre el universo primitivo.
Dado lo que sabemos sobre la formación de estrellas y cómo las estrellas se agrupan en galaxias, los astrónomos pensaron que tenían una buena idea de cuántas galaxias habían encontrado en el universo primitivo. pero, Los números revelados por Webb Supera con creces esas expectativas.
«Esperábamos identificar unas pocas docenas de galaxias que estuvieron presentes durante la era de la reionización, pero logramos identificar fácilmente 117», explicó Kashino.
Además, los datos recopilados por Webb permitieron al equipo medir la masa del agujero negro supermasivo que alimenta al cuásar J0100 + 2802. Descubrieron que inclina las escalas cósmicas a unas 10 mil millones de veces la masa de nuestro sol. Esto lo convierte en el agujero negro supermasivo más grande conocido en el universo primitivo.
Anna Christina Ehlers del MIT, autora principal del libro del equipo tercer papela la NASA.
«¡Este es otro misterio por resolver!»
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