El Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha mirado atrás en el tiempo hasta las primeras galaxias del Universo, en busca de pistas sobre cómo se ensamblaron y evolucionaron. Basados en estos datos, un grupo de científicos logró revelar precisiones sobre los ensamblajes galácticos iniciales, el crecimiento de un núcleo galáctico activo (AGN) y la aparición de la primera luz del cosmos, que marcó el final de la Edad Oscura del Universo.

Científicos de la Universidad Estatal de Arizona, en Estados Unidos, han utilizado imágenes obtenidas por la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) del Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA para estudiar el Universo primitivo y obtener nueva información sobre los ensamblajes iniciales de galaxias, que se remontan a los primeros cientos de millones de años después del Big Bang.

Hacia los orígenes del cosmos

Los astrónomos saben que la única forma de entender en profundidad al Universo y saber cómo se transformó en lo que podemos observar actualmente es “retroceder el reloj” hasta mucho antes de la existencia de la Tierra, el Sol, el Sistema Solar e, incluso, la Vía Láctea, por lo menos en su forma actual. 

Como el Universo todavía no ha sufrido una expansión tan extrema capaz de “borrar” al resto de las galaxias de nuestro horizonte de observación, aún podemos apreciar miles de millones de galaxias y parte de la luz de las galaxias más antiguas, cuyo resplandor proviene de los primeros días del Universo y nos llega después de un viaje de más de 13 mil millones de años. 

Precisamente, el Telescopio Espacial James Webb fue construido para enriquecer nuestro conocimiento sobre esas estructuras originales, al estar dotado de una tecnología que permite obtener imágenes con una precisión nunca antes vista de las galaxias más antiguas y distantes. Ahora, un nuevo estudio publicado recientemente en la revista The Astronomical Journal explora algunos puntos trascendentes sobre el Universo profundo. 

La investigación, liderada por Rogier Windhorst, se enmarca en el proyecto Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science (PEARLS). El objetivo principal de PEARLS es estudiar la época del ensamblaje de galaxias, el crecimiento del núcleo galáctico activo (AGN) y la Primera Luz. 

El proyecto PEARLS ha capturado gracias al JWST una de las primeras imágenes de campo amplio y profundidad media del cosmos. La misma presenta galaxias interactuando con núcleos activos. Créditos: NASA, ESA, CSA, Rolf A. Jansen (ASU), Jake Summers (ASU), Rosalia O'Brien (ASU), Rogier Windhorst (ASU), Aaron Robotham (UWA), Anton M. Koekemoer ( STScI), Christopher Willmer (Universidad de Arizona), JWST PEARLS Team, Rolf A. Jansen (ASU), Alyssa Pagan (STScI).

El fulgor inicial

Los términos que componen la sigla PEARLS parecen extremadamente complejos, pero en realidad nos dicen mucho sobre su propósito. Por ejemplo, el término Extragaláctico refiere a que los científicos buscan campos de galaxias ensambladas y no galaxias individuales. En tanto, el concepto de Reionización hace referencia a la formación de las primeras estrellas y galaxias, con la energía suficientes como para reionizar el Universo y volverlo “transparente”. Esto indica el final de la denominada Edad Oscura del Universo y la aparición de la primera luz

Según una nota de prensa, los investigadores descubrieron en las imágenes obtenidas las primeras evidencias de cúmulos galácticos en formación, o sea las estructuras más antiguas que comenzaron a ensamblarse en el cosmos. Enfocándose en un área denominada Polo Eclíptico Norte, que puede apreciarse a la perfección con JWST, también descubrieron gigantescos agujeros negros en los centros galácticos y sus discos de acreción, “devorando” material a su alrededor y produciendo un intenso brillo.

Además de acercar a los científicos al momento de la aparición de la primera luz, estos hallazgos son vitales para conocer los secretos de la formación de los núcleos galácticos activos (AGN). Se trata de galaxias que emiten radiación desde un punto compacto en su centro, habitado por un enorme agujero negro supermasivo. 

El grupo de científicos, que completará su estudio próximamente con otras observaciones, buscará comprender los fenómenos que determinaron el rápido crecimiento de los agujeros negros supermasivos en el cosmos primitivo, una característica que parece ser crucial para entender cómo evolucionaron las galaxias hasta darle forma al Universo actual.

Referencia

JWST PEARLS. Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science: Project Overview and First Results. Rogier A. Windhorst et al. The Astronomical Journal (2022). DOI:https://www.doi.org/10.3847/1538-3881/aca163