El telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA sigue detectando galaxias que son demasiado grandes para existir, afirman los científicos.
Seis de estos cúmulos estelares son demasiado masivos para tener la edad que sugieren sus datos, que tiene entre 500 y 700 millones de años.
Esto significa que, a menos que los datos se hayan analizado incorrectamente, todavía queda algo fundamental por aprender sobre cómo se formaron las galaxias después del Big Bang.
«Si las masas tienen razón, entonces estamos en un territorio desconocido», dijo el autor del estudio, el Dr. Mike Boylan-Kolchin de la Universidad de Texas en Austin.
Una teoría es que el universo se expandió mucho más rápido después del Big Bang de lo que se supone actualmente.
Seis galaxias (en la foto) detectadas por JWST son demasiado masivas para tener la edad que sugieren sus datos, que tiene entre 500 y 700 millones de años.
Gráfico que muestra la cantidad relativa de átomos (eje y) contenidos en galaxias con al menos cierta masa (M*) de estrellas (eje x). Tres galaxias detectadas por el JWST (cuadrado negro) parecen estar utilizando una cantidad mucho mayor de átomos de gas disponibles para las estrellas de lo que se esperaría.
El JWST de $ 10 mil millones, que envió sus primeras fotos oficiales en julio del año pasado, está diseñado para detectar la luz de las primeras estrellas y galaxias.
Cuanto más lejos está un objeto, más atrás en el tiempo está mirando, porque la luz tarda más en llegar a su espejo de 21 pies de largo (6 m).
Es el telescopio espacial orbital más grande y poderoso del mundo, y es capaz de mirar hacia atrás entre 100 y 200 millones de años después del Big Bang.
En febrero, científicos de la Universidad Tecnológica de Swinburne en Australia analizaron los datos que había recopilado sobre seis galaxias.
Estimaron que la edad del primero que observaron era de unos 13.800 millones de años, pero la luz que JWST había detectado tardó 13.000 millones de años en alcanzarla.
Esto significaba que lo que estaban observando era una imagen de cómo se veía cuando el universo tenía solo 700 millones de años, apenas el 5 por ciento de su edad actual.
Sin embargo, esta imagen también mostró que estaba compuesta por 100 mil millones de estrellas, la misma cantidad que la Vía Láctea actual, que tuvo 13 mil millones de años más para crecer.
Fue una historia similar para las otras cinco galaxias, donde contenían muchas más estrellas de las que se pronosticarían para un cúmulo de su edad.
Para un estudio de seguimiento, publicado en Naturaleza Astronomía la semana pasada, el Dr. Boylan-Kolchin ‘probó con estrés’ estos resultados contra el ‘modelo cosmológico ΛCDM’.
Este es un marco para comprender el papel de la energía oscura (Λ) y la materia oscura fría (CDM) en la configuración de la evolución del universo.
El profesor de astronomía descubrió que, en teoría, las galaxias de este tamaño y edad son posibles con este modelo, pero se encuentran en un «límite superior absoluto».
En febrero, los científicos analizaron los datos que había recopilado en seis galaxias. Estimaron que la edad del primero que observaron era de unos 13.800 millones de años, pero la luz que JWST había detectado tardó 13.000 millones de años en alcanzarla. Esto significaba que lo que estábamos observando era una imagen de cómo se veía cuando el universo tenía solo 700 millones de años, apenas el 5 por ciento de su edad actual. Sin embargo, esta imagen también mostró que estaba compuesta por 100 mil millones de estrellas, la misma cantidad que la Vía Láctea actual, que tuvo 13 mil millones de años más para crecer. En la imagen: las seis galaxias masivas y sus alrededores en el cielo.
Las galaxias se forman cuando las nubes de gas se colapsan por su propia gravedad, se vuelven cada vez más densas y calientes y finalmente forman estrellas.
Pero parte de este gas se puede perder, ya sea porque se expulsa durante el proceso de formación de estrellas o porque una fuerza exterior lo elimina, como una supernova cercana.
«Normalmente vemos un máximo del 10 por ciento del gas convertido en estrellas», dijo el Dr. Boylan-Kolchin.
Sin embargo, para que estas seis galaxias hayan crecido tanto como lo han hecho en el tiempo que han existido, deben han estado convirtiendo casi el 100 por ciento de su gas disponible en estrellas.
El Dr. Boylan-Kolchin agregó: «Si bien la conversión del 100 por ciento de gas en estrellas está técnicamente justo en el límite de lo que es teóricamente posible, en realidad esto requeriría que algo fuera muy diferente de lo que esperamos».
Esto significa que el modelo ΛCDM, en el que se basan los cosmólogos desde finales de la década de 1990, puede no ser totalmente correcto.
El JWST de $ 10 mil millones (en la foto), que envió sus primeras fotos oficiales en julio del año pasado, está diseñado para detectar la luz de las primeras estrellas y galaxias.
dijo el Dr. Boylan-Kolchin. Necesitaremos algo muy nuevo sobre la formación de galaxias o una modificación de la cosmología.
«Una de las posibilidades más extremas es que el universo se estaba expandiendo más rápido poco después del Big Bang de lo que predecimos, lo que podría requerir nuevas fuerzas y partículas».
Por lo tanto, es posible que el modelo deba modificarse para tener en cuenta estos nuevos procesos de formación de galaxias más rápidos.
También podría darse el caso de que hubiera más materia disponible al comienzo del universo para la formación de estrellas y galaxias, que el modelo también debería tener en cuenta.
Pero antes de que los científicos se apresuren a cambiar su enfoque fundamental de la cosmología, los datos del JWST deben confirmarse como correctos.
Puede darse el caso de que los agujeros negros supermasivos hayan calentado el gas que rodea a las galaxias, haciéndolas parecer más grandes de lo que son.
La luz que detectó el JWST también puede no haberse originado hace 13 mil millones de años, lo que significa que en realidad puede mostrar las galaxias en edades más avanzadas.
A medida que la luz viaja a través del espacio en expansión, su longitud de onda se estira y la frecuencia se reduce, a través de lo que se conoce como «desplazamiento al rojo».
La magnitud del corrimiento al rojo permite a los científicos calcular cuándo se emitió la luz de una estrella, pero puede verse afectada por el polvo y dar una edad incorrecta.
Se espera que más estudios revelen si este es el caso.
El Dr. Boylan-Kolchin escribió: «Si el análisis de los datos del JWST continúa revelando la presencia de galaxias sorprendentemente masivas en épocas cósmicas muy tempranas, nos esperan sorpresas más emocionantes para los campos de la formación de galaxias y la cosmología».
El telescopio James Webb: el telescopio de $ 10 mil millones de la NASA está diseñado para detectar la luz de las primeras estrellas y galaxias.
El telescopio James Webb ha sido descrito como una ‘máquina del tiempo’ que podría ayudar a desentrañar los secretos de nuestro universo.
El telescopio se utilizará para observar las primeras galaxias nacidas en el universo primitivo hace más de 13.500 millones de años y observar las fuentes de estrellas, exoplanetas e incluso las lunas y planetas de nuestro sistema solar.
El gran telescopio, que ya ha costado más de $ 7 mil millones (£ 5 mil millones), se considera un sucesor del telescopio espacial Hubble en órbita.
El telescopio James Webb y la mayoría de sus instrumentos tienen una temperatura de funcionamiento de aproximadamente 40 Kelvin, aproximadamente menos 387 Fahrenheit (menos 233 Celsius).
Es el telescopio espacial orbital más grande y poderoso del mundo, capaz de mirar hacia atrás 100-200 millones de años después del Big Bang.
El observatorio infrarrojo en órbita está diseñado para ser unas 100 veces más potente que su predecesor, el telescopio espacial Hubble.
A la NASA le gusta pensar en James Webb como un sucesor del Hubble en lugar de un reemplazo, ya que los dos trabajarán en conjunto por un tiempo.
El telescopio Hubble fue lanzado el 24 de abril de 1990 a través del transbordador espacial Discovery desde el Centro Espacial Kennedy en Florida.
Da la vuelta a la Tierra a una velocidad de aproximadamente 17,000 mph (27,300 kph) en una órbita terrestre baja a aproximadamente 340 millas de altitud.
