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(Noticias de Nanowerk) Los astrónomos utilizaron el telescopio espacial James Webb para mirar hacia atrás en el tiempo hasta el Universo primitivo y descubrieron una sorpresa: un grupo de galaxias que se fusionan alrededor de un cuásar rojo raro dentro de un agujero negro masivo. Los hallazgos de la Universidad Johns Hopkins y un equipo internacional brindan una oportunidad sin precedentes para observar cómo las galaxias se fusionaron en el Universo moderno hace miles de millones de años.
«Creemos que algo dramático va a suceder en estos sistemas», dijo el coautor Andrey Vayner, investigador postdoctoral de la Universidad Johns Hopkins que estudia la evolución de las galaxias. «La galaxia se encuentra en este momento perfecto de su vida y está a punto de cambiar y verse completamente diferente en unos pocos miles de millones de años».
El trabajo está en prensa. Cartas de revistas astrofísicas y disponible en el repositorio de artículos de arXiv («Resultados iniciales del programa científico Q3D de publicación anticipada de JWST: tiempos turbulentos en la vida del cuásar rojo extremo az∼3 revelados por NIRSpec IFU»).
El Telescopio Espacial James Webb, lanzado en diciembre pasado por la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense, es el telescopio más grande y poderoso jamás enviado al espacio. Sus primeras observaciones generales se publicaron en julio, pero estas imágenes del cuásar son solo uno de los 13 proyectos «Early Look» seleccionados en una reñida competencia mundial para decidir hacia dónde apuntar el telescopio en sus primeros meses de funcionamiento.
En Baltimore, el equipo de Johns Hopkins escuchó que Webb observaría el objetivo elegido pocos días después de que el presidente Biden revelara las primeras imágenes el 11 de julio, por lo que se mantuvieron cerca de sus computadoras. El siguiente sábado de verano, Vayner y el estudiante graduado Yuzo Ishikawa estaban actualizando repetidamente la base de datos de Webb cuando los datos llegaron de repente, lo que llevó a un equipo multinacional reunido apresuradamente el domingo a tratar de dar sentido a las imágenes en bruto increíblemente detalladas.
Aunque las observaciones previas de esta área por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA y el instrumento espectrómetro de campo integral del infrarrojo cercano del telescopio Gemini North localizaron el quásar y sugirieron la posibilidad de una galaxia en transición, con las nítidas imágenes de Webb, nadie sospechó que serían múltiples galaxias ven al menos tres girando alrededor de la región.
«En imágenes anteriores, pensamos que vimos evidencia de que la galaxia podría estar interactuando con otras galaxias en camino a fusiones porque sus formas se distorsionan en el proceso, y pensamos que podríamos haberlo visto», dijo la co-investigadora principal Nadia L. Zakamska. un astrofísico de Johns Hopkins que ayudó a diseñar el proyecto en 2017 junto con la entonces postdoc de Johns Hopkins Dominika Wylezalek, quien ahora es líder de grupo en la Universidad de Heidelberg. «Pero después de que obtuvimos los datos de Webb, dije: ‘¡No tengo idea de lo que estamos viendo aquí, qué es todo esto!’ Pasamos varias semanas mirando y mirando estas imágenes”.
El Webb reveló al menos tres galaxias moviéndose increíblemente rápido, lo que sugiere que hay una gran cantidad de masa presente. El equipo cree que esta podría ser una de las áreas más densas conocidas de formación de galaxias en el Universo primitivo.
Debido a que la luz tarda en llegar a nosotros, cuando miramos objetos como este en regiones muy distantes del universo, vemos luz emitida hace unos 11.500 millones de años, o desde las primeras etapas de la evolución del universo. Los enjambres masivos de galaxias como este probablemente eran comunes en ese entonces, dijo Zakamska.
«Es súper emocionante ser una de las primeras personas en ver este objeto realmente genial», dijo Ishikawa, quien contribuyó a la interpretación del enjambre de galaxias.
Incluso Vayner, que había soñado con usar los datos de Webb desde que escuchó por primera vez sobre el telescopio cuando era estudiante hace más de una década y pensó que sabía qué esperar, se sorprendió al ver que su lugar explorado durante mucho tiempo en el universo se reveló con claridad.
«Realmente cambiará nuestra comprensión de este objeto», dijo Vayner, quien jugó un papel decisivo en la adaptación de los datos sin procesar de Webb para el análisis científico.
El quásar cegadoramente brillante, impulsado por lo que Zakamska llama un agujero negro «monstruoso» en el centro del vórtice galáctico, es un raro quásar «extremadamente rojo», de alrededor de 11.500 millones de años, y uno de los más poderosos jamás vistos a distancia. . Es esencialmente un agujero negro en formación, dijo Vayner, devorando el gas a su alrededor y ganando masa. Las nubes de polvo y gas entre la Tierra y el gas brillante cerca del agujero negro hacen que el cuásar parezca rojo.
El equipo ya está trabajando en las observaciones de seguimiento de este inesperado cúmulo de galaxias con la esperanza de comprender mejor cómo se forman los densos y caóticos cúmulos de galaxias y cómo se ve influenciado por un agujero negro supermasivo en su corazón.
«Lo que ves aquí es solo una pequeña parte de lo que hay en el conjunto de datos», dijo Zakamska. “Están sucediendo demasiadas cosas aquí, así que destacamos primero lo que realmente es la mayor sorpresa. Cada punto aquí es una galaxia bebé que se fusiona con esta galaxia madre, y los colores tienen diferentes velocidades, y todo se mueve de maneras extremadamente complicadas. Ahora podemos empezar a desenredar los movimientos”.
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