Un estudio de la primera imagen del universo profundo del telescopio espacial Webb, publicada el 11 de julio de 2022, ha permitido ahora saber a qué distancia está la Tierra de 200 galaxias.
Esa imagen se llama Primer Campo Profundo de Webb y está centrada en un cúmulo de galaxias llamado SMACS 0723 y que contiene nada menos que 7.000 galaxias, muchas de ellas muy distantes que arrojan luz sobre cómo se formaron y evolucionaron las galaxias en el universo primitivo.
Un equipo de astrónomos canadienses e internacionales dirigido por el Dr. Gaël Noirot, investigador postdoctoral de la Universidad de Saint Mary en Halifax, ha inspeccionado y analizado cuidadosamente el primer campo profundo de Webb. Su estudio se publica en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Miembros del Canadian NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS), los científicos utilizaron el instrumento canadiense NIRISS (Near Infra-Red Imager and Slitless Spectrograph) a bordo del JWST para recolectar espectros de galaxias objetivo en la imagen. Estos espectros son un tipo de datos científicos creados al descomponer la luz de un objeto para revelar información adicional, como la edad o la distancia del objeto.
Utilizando el instrumento NIRISS de JWST, fabricado en Canadá, el equipo midió los "desplazamientos al rojo" (desplazamientos en los espectros de galaxias muy distantes hacia longitudes de onda más largas) de casi 200 galaxias cuyas distancias a la Tierra se desconocían previamente. "NIRISS es perfecto para hacer esto porque puede medir los corrimientos al rojo de cientos de galaxias a la vez", dijo en un comunicado Noirot, autor principal del estudio.
El "desplazamiento al rojo" es una medida precisa de la distancia de una galaxia basada en las firmas químicas únicas que se ven en sus espectros. Debido a que el universo se está expandiendo, la luz emitida por objetos distantes como las galaxias se está estirando y sus características espectrales se ven en longitudes de onda más largas (es decir, más rojas) que las emitidas originalmente. Este corrimiento al rojo, que es la diferencia entre el color observado y el emitido por un objeto, revela su distancia a la Tierra.
"Nuestro trabajo en SMACS 0723, el primer campo profundo de Webb y la primera imagen científica jamás publicada por JWST, ha producido el catálogo espectroscópico JWST más grande de su tipo con mediciones confiables de corrimiento al rojo", dijo el coautor Marcin Sawicki, profesor y presidente de investigación de Canadá en Santa María. "Nuestro estudio publicado recientemente será un recurso valioso para la comunidad astronómica y abrirá nuevas vías de investigación", añadió Noirot.
A partir de este catálogo de corrimientos al rojo, los investigadores han descubierto muchas galaxias nuevas en el cúmulo SMACS 0723 cuya luz ha tardado más de 4.000 millones de años en llegar hasta nosotros. Los cúmulos, que son enormes grupos de galaxias unidas por la fuerza de la gravedad, pueden contener hasta miles de galaxias.
Dentro de su enorme colección de corrimientos al rojo de galaxias, los investigadores identificaron otras tres sobredensidades de galaxias a distancias mucho mayores que SMACS 0723 que no se habían visto previamente en este campo. Estas sobredensidades de galaxias son cúmulos de galaxias potencialmente recién descubiertos ubicados entre ocho y 10.000 millones de años luz de distancia.
Captar estas sobredensidades de galaxias en diferentes momentos cósmicos es como ver una película en cámara rápida del crecimiento de estos cúmulos, desde su infancia en un universo joven hasta el día de hoy.
Los cúmulos representan objetivos ideales para estudios futuros que permitan comprender mejor cómo las galaxias y los cúmulos que habitan han evolucionado desde su estado en el universo primitivo hasta lo que parecen hoy, incluida nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, dicen los científicos.
El equipo CANUCS ya ha realizado un hallazgo sorprendente dentro de uno de estos cúmulos: la magnífica galaxia Sparkler. Descubierta en septiembre de 2022, es una galaxia muy ampliada, a unos 9.000 millones de años luz de distancia, repleta de lo que parecen ser los cúmulos de estrellas más antiguos que se formaron después del Big Bang.
Lo que ahora revela el nuevo catálogo de corrimiento al rojo NIRISS del equipo es que Sparkler no es una galaxia aislada, sino que reside en una de las sobredensidades de galaxias recién descubiertas.
"El hecho de que Sparkler no viva sola sino que sea miembro de una familia de galaxias tiene implicaciones importantes sobre cómo se formaron los primeros cúmulos de estrellas después del Big Bang", dijo Sawicki, coautor del estudio anterior.
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