Nadie los esperaba. Se suponía que no debían estar allí. Y ahora, nadie puede explicar cómo se formaron.
Galaxias casi tan masivas como las galaxias vía Láctea Y llenas de estrellas rojas maduras parecen estar dispersas en sus imágenes de campo profundo. Telescopio espacial James Webb (Webb o JWST) Durante la campaña de observación temprana, están causando dolores de cabeza a los astrónomos.
estos galaxias, descritos en un nuevo estudio basado en la primera publicación de datos de Webb, están tan lejos que solo aparecen como pequeños puntos rojos para el poderoso telescopio. Al analizar la luz emitida por estas galaxias, los astrónomos han establecido que las estaban observando al comienzo de nuestro universo, solo entre 500.000 y 700.000 años después. la gran explosión.
Estas primeras galaxias no son sorprendentes en sí mismas. Los astrónomos esperaban que los primeros cúmulos estelares aparecieran poco después ser movido de los llamados Edad Oscura – los primeros 400.000 años de su existencia cuando una espesa neblina de átomos de hidrógeno impregnaba el espacio.
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Pero las galaxias en las imágenes de Webb parecían sorprendentemente grandes y estrellas Es muy antiguo. Los nuevos hallazgos contradicen las ideas actuales sobre cómo apareció y evolucionó el universo en sus primeros años, y no coinciden con las observaciones anteriores realizadas por el predecesor menos poderoso de Webb, telescopio espacial Hubble.
«Tuvimos predicciones específicas para el tipo de galaxias que vivieron en el universo primitivo: son pequeñas y pequeñas», dijo Joel Lega, profesor asistente de astronomía y astrofísica en Penn State y uno de los autores del estudio, a SpaceX por correo electrónico. «Estudios previos del universo primitivo utilizando el Hubble y otros instrumentos tendían a encontrar pequeñas galaxias azules en los primeros tiempos: objetos que se formaron recientemente a partir de la sopa cósmica primordial y que ellos mismos estaban construyendo sus propias estrellas y estructuras tempranas».
Las estrellas jóvenes generalmente brillan de color azul brillante. A medida que envejecen, las estrellas brillan en rojo a medida que queman su combustible y se enfrían. En las antiguas galaxias para las que Webb se construyó, los astrónomos no esperaban ver antiguas estrellas rojas. Tampoco esperaban encontrar galaxias mayores de quizás mil millones soles. Pero Liga dijo que esos puntos rojos detectados en los campos profundos de Webb parecen ser 50 veces más grandes que eso.
«Se estima que las galaxias más masivas de nuestra muestra tienen masas [two to four times lower] Lega escribió sobre nuestra galaxia, la Vía Láctea. «Esto fue asombroso: encontramos galaxias candidatas tan masivas como la nuestra cuando el universo tenía solo el 3% de su edad actual».
Lega dijo que antes de que los astrónomos puedan comenzar a reescribir las teorías de la cosmología para explicar cómo estas galaxias se unieron tan rápidamente después del Big Bang, deberán asegurarse de que los puntos rojos individuales que están mirando no sean otra cosa. La mayoría de las explicaciones alternativas también requieren conceptos completamente nuevos, dijo Lega.
“Por ejemplo, las estrellas en el universo primitivo pueden emitir luz de formas extrañas debido a la falta de elementos pesados, y es posible que no los estemos incorporando en nuestros modelos”, escribió Lega. Alternativamente, tal vez nuestra comprensión de cómo se forman las estrellas localmente, por ejemplo, cuántas estrellas se forman a partir del gas en función de la masa estelar, es completamente impracticable en el universo primitivo. Estas cosas también serán emocionantes de descubrir y también cambiarán nuestra comprensión de las estrellas. formación en el universo primitivo – De una manera completamente diferente».
Las imágenes que revelaron estas escurridizas galaxias fueron obtenidas por la cámara web de infrarrojo cercano (NIRCam) como parte del programa Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS). Los astrónomos planean volver pronto a girar el espejo de Webb hacia estas galaxias, esta vez, para obtener espectros de luz para esos puntos lejanos. Los espectros dividen la luz observada según su configuración de longitud de onda, revelando así las propiedades químicas y físicas de su fuente.
«Lo más importante es que los espectros dan distancias muy precisas a estos objetos», dijo Lega. La “distancia” y la “identidad” de estos objetos son interdependientes: si conocemos la distancia, podemos definir la identidad, y viceversa. Entonces el espectro nos dirá inmediatamente si nuestras hipótesis son correctas. «
Poco más de seis meses después de que el equipo de Webb lanzara una edición primeras notas Desde el Gran Observatorio, los científicos ya tienen el desafío de reescribir sus teorías sobre el universo primitivo.
“Observamos el universo muy primitivo por primera vez y no teníamos idea de lo que íbamos a encontrar”, dijo Lega de la Universidad de Pensilvania. declaración. (Se abre en una nueva pestaña) «Resulta que encontramos algo tan inesperado que en realidad crea problemas para la ciencia. Pone en duda todo el panorama de la formación temprana de galaxias».
el estudio Publicado en Nature el miércoles (22 de febrero).
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