Los investigadores que analizan las imágenes del telescopio espacial James Webb de la NASA han descubierto que las galaxias del universo primitivo suelen ser planas y alargadas, como tablas de surf, y rara vez redondas, como pelotas de voleibol o frisbees. Aproximadamente entre el 50 y el 80% de las galaxias que estudiamos parecen aplanadas en dos dimensiones, explica Viraj Pandya, autor principal y becario Hubble de la NASA en la Universidad de Columbia (Nueva York). Las galaxias que parecen tubos de piscina o tablas de surf parecen ser muy comunes en el universo temprano, lo cual es sorprendente, ya que no son comunes en las cercanías.

El equipo se centró en un vasto campo de imágenes en el infrarrojo cercano proporcionadas por el Webb, conocido como Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) Survey, arrancando galaxias que se estima que existieron cuando el universo tenía entre 600 millones y 6.000 millones de años.

Mientras que la mayoría de las galaxias lejanas parecen tablas de surf y tubos de piscina, otras tienen forma de frisbees y pelotas de voleibol. Las «pelotas de voleibol», o galaxias con forma de esfera, parecen el tipo más compacto en el «océano» cósmico y también fueron las menos frecuentemente identificadas. Los frisbees son tan grandes como las galaxias con forma de tabla de surf y de tubo de piscina en el «horizonte», pero son más comunes cerca de la «orilla» del universo cercano.

¿En qué categoría entraría nuestra Vía Láctea si pudiéramos retroceder el reloj miles de millones de años? Nuestra mejor suposición es que se parecería más a una tabla de surf, afirma Haowen Zhang, coautor del estudio y doctorando de la Universidad de Arizona en Tucson. Esta hipótesis se basa en parte en los nuevos datos obtenidos por Webb: los teóricos han «retrocedido el reloj» para estimar la masa de la Vía Láctea hace miles de millones de años, lo que guarda correlación con la forma que tenía entonces.

Estas galaxias lejanas son también mucho menos masivas que las espirales y elípticas cercanas, precursoras de galaxias más masivas como la nuestra. En el universo primitivo, las galaxias tuvieron mucho menos tiempo para crecer, explica Kartheik Iyer, coautor del estudio y becario Hubble de la NASA, también en la Universidad de Columbia. Identificar categorías adicionales para las galaxias primitivas es emocionante: ahora hay mucho más que analizar. Ahora podemos estudiar cómo se relacionan las formas de las galaxias con su aspecto y proyectar mejor cómo se formaron con mucho más detalle.

La sensibilidad de Webb, sus imágenes de alta resolución y su especialización en luz infrarroja permitieron al equipo caracterizar rápidamente muchas galaxias CEERS y modelar sus geometrías tridimensionales. Pandya también afirma que su trabajo no sería posible sin la amplia investigación que los astrónomos han realizado con el telescopio espacial Hubble de la NASA.

Durante décadas, el Hubble nos ha sorprendido con imágenes de algunas de las primeras galaxias, comenzando con su primer «campo profundo» en 1995 y continuando con un estudio seminal conocido como Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey. Estos sondeos profundos del cielo permitieron obtener estadísticas mucho más detalladas, lo que llevó a los astrónomos a crear sólidos modelos tridimensionales de galaxias lejanas a lo largo de todo el tiempo cósmico. Hoy en día, Webb está ayudando a mejorar estos esfuerzos, añadiendo una gran cantidad de galaxias distantes más allá del alcance del Hubble y revelando el universo temprano con mucho más detalle de lo que antes era posible.

Las imágenes de Webb del universo primitivo han actuado como una marejada oceánica, aportando nuevas oleadas de pruebas. El Hubble lleva mucho tiempo mostrando un exceso de galaxias alargadas, explica Marc Huertas-Company, coautor del estudio e investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias. Pero los investigadores seguían preguntándose: ¿Se verían mejor los detalles adicionales con la sensibilidad a la luz infrarroja? Webb confirmó que Hubble no pasó por alto ninguna característica adicional en las galaxias que ambos observaron. Además, Webb nos mostró muchas más galaxias lejanas con formas similares, todas con gran detalle.

Aún quedan lagunas en nuestro conocimiento: los investigadores no sólo necesitan una muestra aún mayor del Webb para refinar aún más las propiedades y ubicaciones precisas de las galaxias lejanas, sino que también tendrán que dedicar mucho tiempo a ajustar y actualizar sus modelos para reflejar mejor las geometrías precisas de las galaxias lejanas. Estos son los primeros resultados, afirma Elizabeth McGrath, coautora del estudio y profesora asociada del Colby College de Waterville (Maine). Tenemos que profundizar más en los datos para averiguar qué está pasando, pero estamos muy entusiasmados con estas primeras tendencias.

El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio científico espacial del mundo. Webb está resolviendo misterios en nuestro sistema solar, mirando más allá, a mundos lejanos alrededor de otras estrellas, y sondeando las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional dirigido por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.


Fuentes

NASA | Columbia University


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