El Telescopio Espacial James Webb ( JWST ) ha descubierto lo que podrían ser los primeros cúmulos de estrellas del universo.

JWST detectó los cinco cúmulos protoglobulares (enjambres de millones de estrellas unidas por la gravedad) dentro del arco de Cosmic Gems, una galaxia que se formó sólo 460 millones de años después del Big Bang .

El arco de Cosmic Gems recibe su nombre por su apariencia: vista desde nuestro sistema solar , la galaxia repleta de estrellas parece una media luna delgada como un cabello debido a la poderosa influencia gravitacional de una galaxia en primer plano, que magnifica y distorsiona la apariencia de la galaxia distante.

La galaxia es la región más magnificada vista en los primeros 500 millones de años de nuestro universo, lo que brinda a los astrónomos una ventana sin precedentes a cómo los movimientos de las primeras estrellas esculpieron las galaxias durante el amanecer cósmico.

El amanecer cósmico es el tiempo que abarca los primeros mil millones de años del universo. Aproximadamente 400 millones de años después del Big Bang, comenzó la Época de Reionización, en la que la luz de las estrellas nacientes despojó al hidrógeno de sus electrones, lo que llevó a una remodelación fundamental de las estructuras de las galaxias .

«El universo primitivo no se parece en nada a lo que esperábamos», dijo a Live Science la primera autora del estudio , Angela Adamo , astrónoma de la Universidad de Estocolmo. «Las galaxias son más luminosas, forman estrellas a una velocidad vertiginosa y lo hacen en cúmulos de estrellas masivos y densos. Estamos construyendo una nueva comprensión de cómo se formaron las primeras galaxias».

Los investigadores publicaron sus hallazgos el 24 de junio en la revista Nature .

Luces encendidas en el fondo cósmico

A medida que se forman las estrellas, arrojan material en forma de vientos y chorros de plasma ionizado, un proceso conocido como retroalimentación estelar.

«Para formar estos cúmulos de cinco estrellas, esta pequeña galaxia tuvo que hacerlo con una eficiencia muy alta», dijo Adamo. «La retroalimentación estelar de las estrellas en cúmulos estelares debe haber sido tremenda».

Los científicos descubrieron el arco de las Gemas Cósmicas en 2018 utilizando el Telescopio Espacial Hubble . Por lo general, las galaxias de épocas tan tempranas emiten una luz que es demasiado débil para ser detectada por los telescopios. Pero un fenómeno llamado lentes gravitacionales puede ayudar a los astrónomos a verlos.

Como planteó Einstein en su teoría de la relatividad general , la gravedad es la curvatura y distorsión del espacio-tiempo en presencia de materia y energía. Este espacio curvo, a su vez, establece las reglas de cómo se mueven la energía y la materia.

Esto significa que aunque la luz viaja en línea recta, la presencia de la gravedad puede desviarla y magnificarla. En este caso, la galaxia SPT-CL J0615-5746 se encuentra entre el arco de las Gemas Cósmicas y nuestro sistema solar, doblando y magnificando la luz de la galaxia primitiva para que pueda ser vista con telescopios.

Al apuntar el JWST a esta región del espacio curvo, los astrónomos observaron el arco de las Gemas Cósmicas con un detalle sin precedentes, resolviendo los cinco cúmulos globulares que se encuentran en su interior. Descubrieron que los cúmulos eran increíblemente densos, siendo aproximadamente tres órdenes de magnitud más densos que las regiones de formación estelar observadas más cerca de la Tierra.

Los grupos se encuentran entre los primeros en ser observados. Pero todavía no está claro si son los primeros en existir, dijo Adamo.

«En principio, esperaría que la formación de estrellas se produjera en forma de cúmulos incluso en galaxias bastante primordiales», añadió. «Pero para formar cúmulos protoglobulares [masivos], la galaxia anfitriona necesita ser capaz de crear y retener suficiente masa en gas. Así que todo depende de qué tan rápido puedan crecer las galaxias primordiales».

Para aprender más sobre las primeras brasas del cosmos en la región, los investigadores realizarán un análisis espectroscópico utilizando el JWST. Esto permitirá a los astrónomos reconstruir las propiedades físicas de los cúmulos, limitar aún más sus edades y rastrear el impacto que las estrellas de los cúmulos tuvieron en su galaxia más amplia.

https://www.livescience.com/space/cosmology/the-early-universe-is-nothing-like-we-expected-james-webb-telescope-reveals-new-understanding-of-how-galaxies-formed-at-cosmic-dawn