El Telescopio Webb revela cómo la luz penetró la neblina en el universo primitivo

Más de 20 000 galaxias brillan intensamente en esta vista panorámica del cielo entre las constelaciones de Piscis y Andrómeda. Pero más que una vista cautivadora, la vista ha ayudado a los astrónomos a determinar qué provocó la era de la reionización, el período en el que el universo opaco dio paso al transparente.

Los primeros días del universo estaban envueltos en un gas denso que limitaba la cantidad de luz que podía viajar a través de él. durante el La era de la reionización– Cuando el universo tenía alrededor de 400 millones a mil millones de años – el universo gaseoso comenzó a aclararse, hasta que todo se volvió transparente a la luz.

Y así, la era de la reionización fue crucial para nuestra capacidad de ver lo que sucedió. Matriz de kilómetros cuadrados: la Pronto será el radiotelescopio más grande del mundo—esto hizo que el período de tiempo nebuloso fuera su enfoque.

Ahora ha sido algunos 13.700 millones de años desde el Big Bangy Webb tiene el concepto de mirar hacia atrás a esas edades tempranas para comprender exactamente qué ha cambiado.

En el centro de la imagen de arriba hay una fuente de luz rosa con seis espinas de difracción (artefactos de las imágenes de Webb). La fuente de la luz es el cuásar J0100+2802, un núcleo galáctico inusualmente brillante que ilumina el gas entre él y Webb.

La imagen compuesta incluye muchas exposiciones del instrumento NIRCam de Webb y se puede ver a través de varios filtros; Todas las exposiciones se tomaron el 22 de agosto de 2022. Nuestro sitio web solo puede manejar una versión más pequeña de la imagen; Puedes verlo en su gloria de 127 MB aquí.

Un equipo de astrónomos, Face to Face Webb, ha utilizado la luz del cuásar para estudiar más de 100 galaxias de los primeros mil millones de años del universo, centrándose en 59 galaxias que se encuentran entre el cuásar y el telescopio.

Esperábamos identificar algunas docenas de galaxias que existieron durante la era de la reionización.–«Pero podríamos elegir fácilmente 117», dijo Daichi Kashino, astrónomo de la Universidad de Nagoya y autor principal de uno de los artículos. «Webb ha superado nuestras expectativas».

Los investigadores compararon los datos de Webb con observaciones previas del cuásar tomadas por el Observatorio Keck, el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral y el Telescopio Magallanes del Observatorio Las Campanas.

Sus hallazgos se publican en tres artículos separados, hoy en The Astrophysical Journal. Un artículo se centró en Evidencia de reionización impulsada por galaxias jóvenesdescribe el segundo Espectroscopía de estrellas y gases en galaxiasUn tercero se centró en El cuásar es fundamental para toda la investigación..

Los investigadores encontraron que las regiones alrededor de las galaxias eran burbujas transparentes, lo que indica que las propias galaxias estaban involucradas en la reionización del universo.

«Cuando miramos hacia atrás a los dientes de reionización, vemos un cambio muy claro», dijo el coautor del estudio, Simon Lilly, astrónomo de ETH Zürich en Suiza e investigador principal en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial. lanzamiento. «Las galaxias, que están formadas por miles de millones de estrellas, ionizan el gas que las rodea, convirtiéndolo efectivamente en un gas transparente».

La luz del cuásar mostró con precisión dónde estaba siendo absorbida por el gas (lo que significa que la región aún no se había reionizado) o continuaba viajando (lo que significa que la región era más transparente). Las regiones transparentes alrededor de las galaxias tenían generalmente unos 2 millones de años luz de diámetro, según la misma versión.

Las regiones transparentes alrededor de las galaxias se hincharon y fusionaron, haciendo finalmente transparente todo el universo.

Un elemento notable que Webb por sí solo no puede descifrar es cómo el quásar luminoso se hizo tan grande al principio de la evolución del universo. La masa de J0100+2802 es unas 10 mil millones de veces la del Sol. Cómo evolucionan los agujeros negros sigue siendo una pregunta desconcertante, ya que los astrofísicos aún tienen que entender cómo se vuelven tales agujeros negros supermasivos, y ¿Por qué parece haber muy pocos agujeros negros de masa intermedia? (Si bien hay una gran cantidad de cúmulos estelares y masivos).

Webb es un poco desgarrador cuando se trata de imágenes profundas de galaxias antiguas. Apenas la semana pasada un Un campo profundo con el doble de galaxias (45.000 galaxias en total) La imagen de arriba también ha sido lanzada.

La perspectiva de Webb es inquebrantable, y mientras docenas de investigadores reflexionan sobre sus datos, la evolución del universo primitivo, que alguna vez fue un vago desorden, se cristaliza.

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