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Una ilustración muestra al JWST en el espacio próximo a sus observaciones de algunas de las galaxias más antiguas nunca vistas, los llamados “pequeños puntos rojos”. | Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, Dale Kocevski (Colby College)/Robert Lea (creado con Canva)
Los astrónomos pueden suceder “liberado la cosmología” al reunir la muestra más prócer hasta el momento de algunas de las galaxias más antiguas nunca vistas, los llamados “pequeños puntos rojos” observados por el Telescopio Espacial James Webb (JWST).
El equipo detrás de esta investigación descubrió que la mayoría de las galaxias antiguas en su muestra, que existieron antiguamente de 1.500 millones de abriles luego del Big Bang, parecen abrigar agujeros negros supermasivos que se alimentan rápidamente o se “acumulan”.
La investigación debería poner fin a las afirmaciones de que el JWST ha “roto la cosmología” con su detección de galaxias tempranas sorprendentemente brillantes que parecían contener más estrellas de las que se esperaría en una etapa tan temprana de la historia del universo. En cambio, este nuevo estudio sugiere que gran parte de la luz de estos pequeños puntos rojos proviene de las condiciones turbulentas generadas por los titanes cósmicos que se dan un festín en sus corazones.
“Estamos confundidos por esta nueva población de objetos que ha enfrentado el JWST. No vemos análogos de ellos con corrimientos al rojo más bajos. [corresponding to smaller distances]razón por la cual no los habíamos pasado antiguamente del JWST”, dijo en un comunicado el líder del equipo Dale Kocevski de Colby College.
“Se está realizando una cantidad sustancial de trabajo para tratar de determinar la naturaleza de estos pequeños puntos rojos y si su luz está dominada por agujeros negros en acreción”.
Ver rojo con el JWST
Tras su descubrimiento en 2022, los astrónomos ya sabían que los pequeños puntos rojos del JWST representaban un nuevo tipo de galaxia que nunca antiguamente se había pasado. Además estaban desconcertados por lo comunes que parecían ser estas galaxias en el universo primitivo.
El equipo compuso su gran muestra de galaxias de “pequeños puntos rojos” utilizando datos de los estudios JWST CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science), JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey), NGDEEP (Next Generation Deep Extragalactic Exploratory Public) y el RUBIES (Red Unknowns: Estudio extragaláctico en infrarrojo brillante).
Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, Dale Kocevski (Colby College)
Particularmente importantes para esta investigación de los pequeños puntos rojos fueron los datos del tesina RUBIES, acertadamente llamado.
Esto reveló al equipo que aproximadamente el 70 por ciento de sus galaxias de muestra mostraban evidencia de gas girando a 2 millones de millas por hora (1000 kilómetros por segundo). Esta es una clara señal de que una cúmulo aplanada de gas y polvo llamamiento disco de acreción alimenta un agujero triste supermasivo en una región galáctica central conocida como núcleo astronómico activo (AGN).
Las pequeñas galaxias de puntos rojos deben parte de su coloración a un engendro llamado “corrimiento al rojo”. A medida que la luz de una galaxia viaja en torno a la Tierra, la expansión del universo extiende su largo de onda y, al mismo tiempo, reduce su frecuencia.
Una ilustración que muestra el corrimiento al rojo de fuentes a diferentes distancias y, luego, en diferentes momentos del universo. | Crédito: Colaboración DES
Esto desplaza la luz en torno a el “extremo rojo” del espectro electromagnético. Cuanto más viaja la luz, más extremo es este impresión de corrimiento al rojo. Por consiguiente, las galaxias antiguas se describen como “galaxias de suspensión corrimiento al rojo”.
Posteriormente de alucinar durante muchos miles de millones de abriles, la luz cambia a longitudes de onda del infrarrojo cercano o infrarrojo, que son las longitudes de onda para las que el JWST está diseñado.
“Lo más interesante para mí son las distribuciones de corrimiento al rojo. Estas fuentes positivamente rojas y de suspensión corrimiento al rojo básicamente dejan de existir en un cierto punto luego del Big Bang”, dijo Steven Finkelstein, miembro del equipo e investigador de la Universidad de Texas en Austin. “Si están creciendo agujeros negros, y creemos que al menos el 70% de ellos lo están, esto sugiere una era de crecimiento de agujeros negros oscurecidos en el universo temprano”.
La cosmología está acertadamente gracias a la viandas de agujeros negros supermasivos
Es posible que haya docto titulares que sugieren que “la cosmología está rota” desde que el JWST comenzó a detectar estos pequeños puntos rojos antiguos.
Esto se debe a que los científicos se han estado preguntando cómo las primeras galaxias crecieron hasta contener poblaciones estelares lo suficientemente grandes como para emitir tanta luz cuando el cosmos de 13.800 millones de abriles no tenía más del 12% de su existencia presente. Este descubrimiento podría ayudar a explicar ese enigma.
Ilustración artística de un agujero triste supermasivo que emite un chorro de partículas energéticas. | Crédito: NASA/JPL-Caltech
Los AGN son extremadamente brillantes correcto a la turbulencia creada en los discos de acreción por la increíble influencia gravitacional de los agujeros negros supermasivos con masas equivalentes a millones o miles de millones de soles.
Por lo tanto, gran parte de la luz de estas galaxias podría provenir de AGN alimentados por agujeros negros, no de estrellas. Eso significa que la población de estrellas en las pequeñas galaxias rojas no tiene que ser tan suscripción como para explicar su brillo.
“Así es como se resuelve el problema de la ruptura del universo”, dijo Anthony Taylor, miembro del equipo y verificado de la Universidad de Texas en Austin.
Una ilustración que muestra la espécimen del agujero triste supermasivo y el AGN en el corazón de una galaxia activa | Crédito: Laboratorio de imágenes conceptuales del Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA
Sin bloqueo, esto no significa que se hayan resuelto todas las preguntas sobre los pequeños puntos rojos. Un intriga que persiste es la marcha de galaxias menos desplazadas al rojo que se parezcan a estos pequeños puntos rojos en el universo particular.
Una posible explicación podría ser el crecimiento “de adentro en torno a fuera” de las galaxias.
La formación de estrellas interiormente de una galaxia se extiende desde su corazón hasta sus ensanche. Eso significa que a medida que una galaxia envejece, las muertes de supernovas en las estrellas están depositando cada vez menos gas en las proximidades del agujero triste supermasivo central en acreción. Esto significa que con el tiempo, el AGN se vuelve menos oscurecido por el denso gas y polvo que lo rodea. A medida que el agujero triste se desprende de su capullo, alejando la materia con los potentes chorros de plasma que venablo, la galaxia se vuelve más brillante en longitudes de onda más azules y menos rojas, perdiendo así su status de pequeño punto rojo.
Además apoya la idea del oscurecimiento de los AGN como la causa de los pequeños puntos rojos el hecho de que estas galaxias antiguas son tenues en luz de rayos X de suscripción energía. Este no es el caso de los agujeros negros supermasivos más cercanos a la Vía Láctea, que son brillantes en rayos X.
Esto podría deberse a que las densas nubes de gas y polvo son expertas en absorber rayos X, impidiendo la audición de esta luz de suscripción energía. Por lo tanto, la errata de rayos X de pequeños puntos rojos podría indicar agujeros negros densamente envueltos.
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El equipo seguirá ahora multitud de caminos para comprender mejor las pequeñas galaxias de puntos rojos. Esto incluirá examinar su muestra de galaxias en luz infrarroja media.
Una visión más profunda de los pequeños puntos rojos y observaciones de seguimiento cuidadosamente seleccionadas podrían ayudar a resolver finalmente el intriga de estas desafiantes galaxias antiguas.
“Siempre hay dos o más formas potenciales de explicar las propiedades confusas de los pequeños puntos rojos”, dijo Kocevski. “Es un intercambio continuo entre modelos y observaciones, encontrando un inmovilidad entre lo que se alinea acertadamente entre los dos y lo que entra en conflicto”.
Los resultados del equipo se presentaron en la 245ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en National Harbor, Maryland, el martes (15 de enero) y fueron aceptados para su publicación en The Astrophysical Journal.