Reionización del Universo.

Webb: las galaxias enanas causaron la reionización del Universo

Utilizando las capacidades sin precedentes del Telescopio Espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA, un equipo internacional de científicos ha obtenido las primeras observaciones espectroscópicas de las galaxias más tenues durante la época de reionización del Universo.

Estos hallazgos ayudan a responder una antigua pregunta planteada por los astrónomos: ¿Qué fuentes causaron la reionización del Universo?

Los nuevos resultados han demostrado que las galaxias enanas producen ingentes cantidades de radiación de alta energía y habrían sido, por tanto, las responsables de la reionización del Universo.

La reionización del Universo

Investigar la evolución del Universo temprano es un aspecto importante de la Astronomía moderna. Mucho queda por entender sobre la época temprana del Universo conocida como la «era de la reionización».

Este fue un período de oscuridad, sin estrellas ni galaxias, lleno de una densa niebla de gas de hidrógeno, hasta que las primeras estrellas ionizaron el gas circundante y la luz pudo por fin viajar.

Los astrónomos han pasado décadas tratando de identificar las fuentes que emitieron radiación lo suficientemente potente como para eliminar gradualmente esta niebla de hidrógeno que cubría el Universo temprano.

El programa UNCOVER (Ultradeep NIRSpec and NIRCam ObserVations before the Epoch of Reionization) consta tanto de imágenes como de observaciones espectroscópicas del cúmulo Abell 2744.

Lentes gravitacionales

Un equipo internacional de astrónomos utilizó el efecto de lente gravitacional del Cúmulo de Pandora, para investigar las fuentes del período de reionización del Universo.

La lente gravitacional amplifica y distorsiona la apariencia de las galaxias lejanas, por lo que se ven muy diferentes a las del primer plano.

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Reionización del Universo: Cúmulo de Pandora

La lente gravitacional, producida por el cúmulo de galaxias, es tan masiva que distorsiona el tejido del espacio mismo. De este modo, la luz de las galaxias distantes que pasa a través del espacio distorsionado también adquiere una apariencia distorsionada.

El efecto de amplificación de la lente gravitacional permitió al equipo estudiar fuentes de luz muy distantes más allá de Abell 2744, revelando ocho galaxias extremadamente tenues que de otra manera serían indetectables, incluso para Webb.

Y se hizo la luz

El equipo descubrió que estas galaxias tenues producen inmensas cantidades de radiación ionizante, en niveles cuatro veces mayores de lo que se asumía anteriormente. Esto significa que la mayoría de los fotones que reionizaron el Universo probablemente provinieron de estas galaxias enanas.

«Este descubrimiento revela el papel crucial desempeñado por las galaxias ultra tenues en la evolución temprana del Universo», dijo la miembro del equipo Iryna Chemerynska del Institut d’Astrophysique de Paris en Francia.

«Estas galaxias produjeron fotones ionizantes que transformaron el hidrógeno neutro en plasma ionizado durante la reionización del Universo. Por ello es tan importante entender cómo las galaxias de baja masa han esculpido la historia del Universo».

Para llegar a esta conclusión, el equipo combinó datos de imágenes ultra-profundas de Abell 2744 del Webb con imágenes auxiliares del Hubble, seleccionando galaxias candidatas extremadamente tenues de la época de la reionización del Universo.

Posteriormente, se realizó espectroscopia con el Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano (NIRSpec) de Webb. El Conjunto de Obturadores Múltiples del instrumento se utilizó para obtener espectroscopia multi-objeto de estas galaxias tenues.

Galaxias tenues

Esta es la primera vez que los científicos miden de manera fiable la densidad numérica de estas galaxias tenues, lo que les ha permitido confirmar con éxito que son la población más abundante del Universo en la época de la reionización.

También es la primera vez que se mide el poder ionizante de estas galaxias, lo que ha permitido a los astrónomos concluir que producen radiación lo suficientemente energética como para haber ionizado el Universo temprano.

«La increíble sensibilidad de NIRSpec combinada con la amplificación gravitacional proporcionada por Abell 2744 nos ha permitido identificar y estudiar en detalle estas galaxias desde el primer billón de años del Universo, a pesar de ser más de 100 veces más tenues que nuestra propia Vía Láctea», continuó Atek.

Fuente: Webb finds dwarf galaxies reionised the Universe

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