Muchas de las primeras galaxias parecían tablas de surf y fideos de piscina.

El telescopio espacial James Webb de la NASA ha revelado que las galaxias del universo primitivo se asemejan principalmente a formas alargadas, como tablas de surf y fideos de estanque, en lugar de formas redondas. Este descubrimiento, basado en el análisis de imágenes del infrarrojo cercano del estudio CEERS, representa un descubrimiento importante sobre la estructura de las galaxias primitivas y amplía los conocimientos proporcionados por el Telescopio Espacial Hubble. Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, Steve Finkelstein (UT Austin), Michaela Bagley (UT Austin), Rebecca Larson (UT Austin)

¡Caída diez! Los investigadores que utilizaron Webb descubrieron que muchas galaxias distantes tienen discos elípticos planos y formas tubulares, en lugar de estructuras espirales o elípticas.

Listo para golpear las «ondas» cósmicas usando Telescopio espacial James Webb? Como un salvavidas de turno, Webb escaneó el horizonte y divisó galaxias distantes en forma de pelotas de voleibol, frisbees, tablas de surf y tablas de surf.

Los investigadores que analizaron los datos de Webb también encontraron que las galaxias tipo tabla de surf y las galaxias fideos eran más comunes cuando el universo tenía entre 600 millones y 6 mil millones de años. Esto contradice lo que previamente habíamos confirmado con otros telescopios para las galaxias más cercanas a la «costa». Las galaxias cercanas suelen ser espirales claramente definidas con brazos estrellados, que también parecen platillos voladores, o elipsoides lisos, que también parecen bolas voladoras.

Aún no está claro si han evolucionado nuevas formas de galaxias a lo largo de todo el tiempo cósmico. Se necesitan investigaciones futuras para descubrir cómo las geometrías 3D de las galaxias han cambiado a lo largo de más de 13 mil millones de años.

Clasificaciones 3D de galaxias distantes en la encuesta web CEERS

Estos son ejemplos de galaxias distantes capturadas por el Telescopio Espacial James Webb de la NASA en el Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS).
Una investigación reciente del CEERS dirigida por Viraj Pandya, miembro del Hubble de la NASA en la Universidad de Columbia en Nueva York, ha demostrado que las galaxias suelen aparecer planas y alargadas, como espaguetis o tablas de surf (en la fila superior).
Las galaxias circulares delgadas, en forma de discos, que se asemejan a platillos voladores, son el siguiente grupo principal (abajo a la izquierda y al centro).
Finalmente, las galaxias con forma esférica, o bolas voladoras, constituyeron la fracción más pequeña de sus hallazgos (abajo a la derecha).
Se estima que todas estas galaxias existían cuando el universo tenía entre 600 millones y 6 mil millones de años.
Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, Steve Finkelstein (UT Austin), Michaela Bagley (UT Austin), Rebecca Larson (UT Austin)

Webb muestra que muchas de las primeras galaxias eran como fideos de piscina y tablas de surf

Los investigadores analizan imágenes de NASAEl telescopio espacial James Webb ha descubierto que las galaxias del universo primitivo suelen ser planas y alargadas, como tablas de surf y fideos de billar, y rara vez redondas, como pelotas de voleibol o frisbees. «Aproximadamente entre el 50 y el 80% de las galaxias que estudiamos parecen ser planas en dos dimensiones», explicó el autor principal Viraj Pandya, miembro del Hubble de la NASA. Universidad de Colombia en Nueva York. «Las galaxias que parecen fideos de piscina o tablas de surf parecen ser muy comunes en el universo primitivo, lo cual es sorprendente, porque son poco comunes en las cercanías».

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El equipo se centró en una amplia gama de imágenes en el infrarrojo cercano proporcionadas por Webb, conocidas como Cosmic Evolution Early Evolution Science Survey (CEERS), de las que extrajeron galaxias que se estima que existían cuando el universo tenía entre 600 millones y 6 mil millones de años. .

Mientras que las galaxias más distantes parecen tablas de surf y fideos de piscina, otras tienen forma de platillos voladores y pelotas de voleibol. Las “bolas voladoras” o galaxias esféricas parecen ser el tipo más compacto del “océano” cósmico y, a menudo, también eran las menos definidas. Se ha descubierto que los frisbees son tan grandes como una tabla de surf y galaxias con forma de espagueti a lo largo del “horizonte”, pero se vuelven más comunes cerca de la “orilla” en el universo vecino. (Compárelos en la siguiente ilustración).

Webb descubrió las formas de las primeras galaxias

El equipo de Pandya identificó cuatro clasificaciones principales, que se muestran arriba como objetos 3D y secciones transversales. Están ordenados de menor a mayor frecuencia.
En la parte superior izquierda, un escaneo de Webb muestra una clasificación poco común en el universo primitivo, pero común hoy en día: galaxias que tienen forma esférica, o voleas.
En la parte superior derecha hay discos circulares planos o platillos voladores, que son un poco más comunes.
Las formas de las galaxias que dominaron durante este período temprano parecen planas y alargadas, como tablas de surf, que se muestran en la parte inferior izquierda, o fideos de piscina, en la parte inferior derecha. Este par de clasificaciones representa aproximadamente entre el 50 y el 80 por ciento de todas las galaxias distantes que han estudiado hasta ahora; una sorpresa, porque estas formas son poco comunes en las cercanías.
Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmstead (STScI), Viraj Pandya (Columbia), Hawen Zhang (Universidad de Arizona), Lucy Redding-Ekanda (Fundación Simmons)

La categoría que tendremos vía Láctea ¿Colapsaría la galaxia si pudiéramos retroceder el reloj miles de millones de años? «Nuestra mejor suposición es que probablemente parecía una tabla de surf», dijo el coautor Hawen Zhang, candidato a doctorado en la Universidad de Arizona en Tucson. Esta hipótesis se basa en parte en nueva evidencia de Webb, en la que los teóricos «retrocedieron el reloj» para estimar la masa de la Vía Láctea hace miles de millones de años, que estaba ligada a la forma en ese momento.

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Estas galaxias distantes también son mucho menos masivas que las galaxias espirales y elípticas cercanas, precursoras de galaxias más masivas como la nuestra. «En el universo primitivo, las galaxias tenían mucho menos tiempo para crecer», dijo Karthik Iyer, coautor y miembro del Hubble de la NASA, también en la Universidad de Columbia. «Identificar clases adicionales de galaxias primitivas es apasionante: hay mucho que analizar ahora. Ahora podemos estudiar cómo se relacionan las formas de las galaxias con su apariencia y proporcionar una mejor visión de cómo se formaron con más detalle.

Infografía de la Vía Láctea

Nuestra galaxia, la Vía Láctea, tiene un agujero negro supermasivo en su núcleo rodeado por un bulto central de antiguas estrellas amarillas. Más allá hay brazos espirales azulados llenos de estrellas más jóvenes, estrellas recién formadas y oscuras franjas de polvo. Crédito: NASA y STScI

La sensibilidad de Webb, las imágenes de alta resolución y la especialización en luz infrarroja permitieron al equipo caracterizar y desarrollar rápidamente modelos geométricos 3D de muchas de las galaxias CEERS. Pandya también dice que su trabajo no habría sido posible sin la extensa investigación realizada por los astrónomos con la NASA. telescopio espacial Hubble.

Durante décadas, el Hubble nos ha deslumbrado con imágenes de algunas de las galaxias más antiguas, empezando por la primera. «Campo profundo» en 1995 y continuar con el estudio central conocido como Estudio de infrarrojo cercano extragaláctico profundo del patrimonio cósmico. Estudios de cielo profundo como estos han arrojado estadísticas mucho más amplias, lo que ha llevado a los astrónomos a crear potentes modelos 3D de galaxias distantes de todo el mundo. tiempo cósmico. Hoy, Webb está ayudando a avanzar en estos esfuerzos, sumándolos a una gran colección de galaxias distantes que se encuentran más allá del alcance del Hubble y revelando el universo temprano con mucho mayor detalle de lo que antes era posible.

Parte del Estudio Científico de Evolución Temprana (CEERS).

Esto es parte del Estudio Científico de Liberación Temprana de la Evolución Cósmica (CEERS), que consta de varios indicadores del infrarrojo cercano de NIRCam (Cámara de Infrarrojo Cercano) a bordo del Telescopio Espacial James Webb. Estas observaciones se encuentran dentro de la misma región estudiada por el Telescopio Espacial Hubble, conocida como Barra de Extensión Groth.
Las flechas de la brújula norte y este muestran la dirección de la imagen en el cielo. Observe que la relación entre el norte y el este en el cielo (visto desde abajo) está invertida en relación con las flechas direccionales en el mapa de la Tierra (visto desde arriba).
Esta imagen muestra longitudes de onda invisibles de luz infrarroja cercana traducidas a los colores de la luz visible. La clave de color muestra qué filtros NIRCam se utilizaron al recoger la luz. El color del nombre de cada filtro es el color de la luz visible utilizada para representar la luz infrarroja que pasa a través de ese filtro.
La barra de escala se llama segundos de arco y es una medida de la distancia angular en el cielo. Un segundo de arco equivale a una medida angular de 1/3600 de un grado. Hay 60 minutos de arco en un grado y 60 segundos de arco en un minuto de arco. (El diámetro angular de la Luna es de unos 30 minutos de arco). El tamaño real de un objeto que cubre un segundo de arco en el cielo depende de su distancia al telescopio.
Créditos de imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, Steve Finkelstein (UT Austin), Michaela Bagley (UT Austin)

Las imágenes de Webb del universo primitivo eran como olas del océano y proporcionaban nuevas oleadas de evidencia. «El Hubble ha demostrado desde hace tiempo que hay un exceso de galaxias rectangulares», explicó el coautor Mark Huertas, investigador del Instituto de Astrofísica de las Islas Canarias. Pero los investigadores todavía se preguntan: ¿los detalles adicionales se verían mejor con sensibilidad a la luz infrarroja? «Webb confirmó que Hubble no pasó por alto ninguna característica adicional en las galaxias que ambos observaron. Además, Webb nos mostró muchas galaxias distantes con formas similares, todas con gran detalle».

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Todavía existen lagunas en nuestro conocimiento: los investigadores no sólo necesitarán un tamaño de muestra mayor que el de Webb para refinar las propiedades y ubicaciones precisas de galaxias distantes, sino que también necesitarán dedicar mucho tiempo a ajustar y actualizar sus modelos para reflejar mejor la información precisa. geometrías. De galaxias lejanas. «Estos son los primeros resultados», dijo la coautora Elizabeth McGrath, profesora asistente en Colby College en Waterville, Maine. «Necesitamos profundizar en los datos para descubrir qué está pasando, pero estamos muy entusiasmados con estas primeras tendencias».

Referencia: “Galaxias en forma de plátano: infiriendo la geometría 3D de galaxias de alto corrimiento al rojo usando JWST-CEERS” por Viraj Pandya, Haowen Zhang, Mark Huertas, Karthik J. Iyer, Elizabeth McGrath, Guillermo Barro, Steven L. Finkelstein, Martin Quimmel , Guillermo J. Hartley, Henry C. Ferguson, Jehan S. Kartaltepe, Joel Primack, Avishay Dekel, Sandra M. Faber, David C. Coe, Greg L. Bryan, Raquel S. Somerville, Ricardo O. Amorin, Pablo Arrabal Haro, Michaela B. Bagley, Eric F. Bell, Emmanuel Bertin, Luca Costantin, Romelle Dave, Mark Dickinson, Robert Feldman, Adriano Fontana, Rafael Gavazzi, Mauro Giavalesco, Andrea Grazian, Norman A. Grogen, Yuchen Guo , Changhun Han , Penny Holwerda , Lisa J. Kewley, Alison Kirkpatrick, Anton M. Quickmore, Jennifer M. Lutz, Ray A. Lucas, Laura Pinterici, Pablo G. Pérez González, Nor Pierzkal, Dale D. Kosevski, Casey Babovich, Swara Ravindranath, Kaitlyn Rose, Mark Schaefer, Raymond C. Simmons, Ámbar N. Strawn, Sandro Takela, Jonathan R. Trump, Alejandro de la Vega, Stephen M. Wilkins, Stijn Witts, Guang Yang y Lee Aaron Young, aceptaron, el Diario astrofísico.
arXiv:2310.15232

El Telescopio Espacial James Webb es el observatorio científico espacial más importante del mundo. Webb resuelve los misterios de nuestro sistema solar, mira más allá de los mundos distantes alrededor de otras estrellas y explora las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. WEB es un programa internacional liderado por la NASA con su socio la Agencia Espacial Europea (ESA).Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.

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