Imagen de RX J2129-z95, descubierta gracias al JWST, cuya luz fue emitida hace más de 13 mil millones de años. Su estudio podría ayudar a los astrónomos a saber más sobre las galaxias que existían poco después del Big Bang. Crédito: ESA/Webb, NASA y CSA, P. Kelly.
Gracias a observaciones realizadas con el Telescopio Espacial James Webb, un equipo científico internacional, en el que participa el Instituto de Física de Cantabria, ha observado esta minúscula galaxia, llamada RX J2129-z95, que emitió su luz hace más de 13 mil millones de años, la más pequeña observada a esta distancia con un ritmo de formación estelar extremadamente alto para su tamaño.
20 de abril de 2023
Un equipo de investigadores internacional en el que participa el Instituto de Física de Cantabria (IFCA), centro mixto del CSIC y la Universidad de Cantabria, ha participado en el hallazgo de RX J2129-z95, una pequeña galaxia con una extraordinaria formación estelar en su interior, observada gracias al telescopio espacial James Webb (JWST). Los resultados de la investigación se han publicado en la revista Science.
"Esta galaxia está muy lejos del alcance de cualquier telescopio, excepto del James Webb, y estas primeras observaciones de una galaxia distante son espectaculares", explica Patrick Kelly, investigador de la Universidad de Minnesota, que ha coliderado el estudio en el que firma José María Diego, investigador en el Instituto de Física de Cantabria (IFCA), centro mixto del CSIC y la Universidad de Cantabria. La labor del físico se ha centrado principalmente en el modelado del cúmulo de galaxias, que han denominado RX J2129.6+0005, y que ha actuado como lente amplificadora (efecto lente gravitacional), permitiendo así la observación de la diminuta galaxia.
“En las imágenes del JWST podemos ver la mayor parte del camino hasta el Big Bang", comenta Kelly. "Nunca habíamos observado galaxias cuando el universo era tan joven con este nivel de detalle. El volumen de la galaxia es aproximadamente una millonésima parte del de la Vía Láctea, pero podemos ver que sigue formando el mismo número de estrellas cada año”, afirma el investigador.
RX J2129-z95, diminuta pero brillante
El telescopio James Webb es capaz de observar un campo lo suficientemente amplio como para obtener imágenes de todo un cúmulo de galaxias a la vez. Por ello, el equipo de investigación internacional ha sido capaz de encontrar y estudiar esta nueva y diminuta galaxia, denominada RX J2129-z95, debido al fenómeno conocido como lente gravitacional, donde la masa, como la de una galaxia o un cúmulo de galaxias, curva y magnifica la luz. La lente de un cúmulo de galaxias, llamado RX J2129.6+0005, ha actuado de "zoom amplificador" provocando que esta pequeña galaxia del fondo pareciera 20 veces más brillante de lo que sería si el cúmulo no estuviera aumentando su luz.
Una vez obtenida la fotografía, los investigadores usaron la espectroscopia para medir la distancia a la que se encontraba la galaxia, y algunas de sus propiedades físicas y químicas. "Las galaxias que existían cuando el Universo estaba en su infancia son muy diferentes de lo que vemos ahora en el Universo cercano", señala Hayley Williams, estudiante de doctorado del Instituto de Astrofísica de Minnesota y primera autora del artículo. "Este descubrimiento puede ayudarnos a saber más sobre las características de esas primeras galaxias, cómo se formaron y en qué se diferencian de las galaxias cercanas", añade.
Una ventana de nuevos datos
Lo novedoso que aporta el JWST es su capacidad para recoger unas seis veces más luz que el telescopio espacial Hubble y es mucho más sensible a longitudes de onda más largas en el espectro infrarrojo. Esto permite a la comunidad científica acceder a una ventana de datos completamente nueva. “El telescopio espacial James Webb tiene la asombrosa capacidad de ver muy lejos en el Universo", apunta Ismael Pérez-Fournon, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de La Laguna (ULL). "Vemos cosas que otros telescopios nunca habrían sido capaces de captar; básicamente, estamos obteniendo una instantánea de nuestro universo en los primeros 500 millones de años de su vida. Además, el aumento del brillo que proporciona el efecto de lente gravitacional del cúmulo de galaxias es equivalente a observar esta galaxia diminuta con un telescopio como el Webb de más de 100 m de diámetro”, sostiene Pérez-Fournon.
“El estudio de las galaxias que estaban presentes cuando el Universo era mucho más joven puede ayudar a la comunidad científica a obtener respuestas de algunas de las grandes preguntas de la Astronomía, tales como la reionización del Universo, es decir, el proceso que hizo que el Universo volviera a componerse de plasma ionizado y el cosmos comenzara a adquirir el aspecto que conocemos”, concluye Frédérick Poidevin, investigador del IAC y coautor del artículo.
Ref. artículo: Hayley Williams, Patrick Kelly et al. “A magnified compact galaxy at redshift 9.51 with strong nebular emission lines”. Science, Apr 2023 DOI: 10.1126/science.adf5307
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