JWST completa su primer trienio        

Serie – Panorama 2025.

28 de diciembre de 2024

Nebulosa de la Tarántula captada por el JWST y publicada por la NASA el 6 de septiembre de 2022 abarca 340 años luz de diámetro. Los detectores infrarrojos del observatorio revelaron un cúmulo de estrellas jóvenes nunca antes vistas en el centro de la imagen que anteriormente estaban envueltas en polvo. Imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team.

Hace tres años el Telescopio Espacial James Webb (JWST) se posicionó en órbita, su construcción tardó 30 años, pero en tres cortos años de funcionamiento, el JWST ya ha revolucionado nuestra visión del cosmos. Ha explorado nuestro propio Sistema Solar, estudiado las atmósferas de planetas distantes en busca de señales de vida y sondeado las profundidades más lejanas para encontrar las primeras estrellas y galaxias formadas en el Universo.

El JWST durante el 2024 se convirtió en un auténtico buque insignia de la astronomía moderna, ampliando los límites de lo lejos que podemos mirar en el Universo para encontrar las primeras estrellas y galaxias. Con la atmósfera de la Tierra fuera del camino, su ubicación en el espacio crea las condiciones perfectas para observar las profundidades del cosmos con luz infrarroja, dejando al descubierto objetos lejanos de los primeros mil millones de años del Universo y alterando la visión evolutiva de esta convulsa etapa.

El récord actual de la galaxia más distante confirmada por el JWST se remonta a una época en la que el Universo tenía tan solo unos 300 millones de años. Sorprendentemente, en ese breve lapso de tiempo, esta galaxia logró formarse con una masa de unos 400 millones de veces la de nuestro Sol. Esto indica que la formación de estrellas en el Universo temprano fue extremadamente eficiente, y esta galaxia no es la única.

JWST ha descubierto que las galaxias tempranas también tienen características químicas inusuales, Contienen una cantidad significativa de nitrógeno, mucho más de lo que observamos en el Sol, mientras que la mayoría de los demás metales están presentes en cantidades menores. Esto sugiere que en el Universo primitivo se produjeron procesos que aún no comprendemos del todo. JWST ha demostrado que nuestros modelos de cómo las estrellas impulsan la evolución química de las galaxias aún están incompletos, lo que significa que aún no entendemos completamente las condiciones que llevaron a nuestra existencia.

Las primeras imágenes del JWST dieron lugar a otro descubrimiento espectacular e inesperado: el universo primitivo estaba habitado por una gran cantidad de “pequeños puntos rojos”: fuentes extremadamente compactas de color rojo y de origen desconocido. Inicialmente, se pensó que eran galaxias masivas superdensas, lo cual no debería ser posible, pero observaciones detalladas realizadas el año pasado han revelado una combinación de propiedades profundamente desconcertantes y contradictorias.

Además de galaxias tempranas extremadamente vivas, el JWST también ha encontrado una gran cantidad de “cadáveres cósmicos”: galaxias en el Universo temprano que son reliquias de una intensa formación estelar en el amanecer cósmico. Estos cadáveres habían sido encontrados por el Hubble y telescopios terrestres, pero sólo el JWST tenía el poder de diseccionar su luz para revelar cuánto tiempo llevaban muertos.

En este camino, ha descubierto algunas galaxias extremadamente masivas (tan masivas como nuestra Vía Láctea actual y más) que se formaron en los primeros 700 millones de años de historia cósmica. Nuestros modelos actuales de formación de galaxias no pueden explicar estos objetos: son demasiado grandes y se formaron demasiado pronto.

Los cosmólogos aún debaten si los modelos pueden modificarse para que encajen (por ejemplo, tal vez la formación temprana de estrellas fue extremadamente eficiente) o si tenemos que reconsiderar la naturaleza de la materia oscura y cómo da lugar a los primeros objetos que colapsan. El JWST descubrirá muchos más de estos objetos el próximo año y estudiará los existentes con mayor detalle. De cualquier manera, lo sabremos pronto.

¿Qué sigue para JWST?

En sus primeros pasos, el JWST ha revelado muchas deficiencias y algunas inconsistencias en los modelos actuales del Universo. Mientras la comunidad científica ajusta y reinterpreta los modelos, para tener en cuenta las actualizaciones que nos ha traído el JWST, persiste ese gran entusiasmo por lo desconocido y por comprender el Universo que nos rodea. En ese sentido, el 2025 se perfila como un gran año para los debates cosmológicos en torno a los modelos vigentes.

En ese sentido, el telescopio Webb también permitió una nueva medición precisa de la tasa de expansión del Universo, profundizando en un rompecabezas conocido como la tensión de Hubble, un debate cosmológico en donde las mediciones modernas de la velocidad de expansión no coinciden, lo que sugiere que nuestra comprensión de las leyes de la física podría estar equivocada. Este debate, seguirá creciendo a lo largo del 2025 y se une con desconcertantes piezas de investigación que ponen en tela de juicio de la existencia de la energía oscura, la materia oscura y la comprensión de la gravedad.

Durante 2025, culmina el Ciclo 3 de operaciones del JWST, que brindará valiosas observaciones sobre posibles exolunas, agujeros negros supermasivos e incluso galaxias distantes que existieron durante el amanecer cósmico. Se espera también que el JWST también proporcione nuevos datos sobre estructuras a gran escala en el Universo y revele nuevos detalles en la búsqueda de energía oscura.

Fuente:

https://phys.org/news/2024-12-dead-galaxies-mysterious-red-dots.html