Lo que hemos aprendido del JWST tres años después de su lanzamiento

Lo que hemos aprendido del JWST tres años después de su lanzamiento

The JWST image of NGC 628. The new Webb image of NGC 628. (Judy Schmidt/Flickr, CC BY 2.0)

Hace tres años se lanzó el Telescopio Espacial James Webb (JWST), marcando un momento monumental en la exploración espacial. Como el mayor y más potente telescopio espacial jamás construido, ha redefinido nuestra comprensión del Universo en muy poco tiempo.

Desde la exploración de nuestro Sistema Solar hasta el análisis de las atmósferas de los exoplanetas en busca de señales de vida, pasando por la exploración del Universo primitivo para descubrir sus primeras estrellas y galaxias, el JWST ha logrado avances extraordinarios. He aquí lo que hemos aprendido y las nuevas preguntas que han surgido.

El JWST ha superado los límites de la observación cósmica, captando la luz de galaxias que se formaron cuando el Universo tenía sólo 300 millones de años. Entre ellas, una galaxia que batió todos los récords al crecer hasta alcanzar 400 millones de veces la masa del Sol en un tiempo asombrosamente corto, poniendo de relieve la extraordinaria eficiencia de la formación estelar en los primeros tiempos.

Estas galaxias antiguas desafían las expectativas. Mientras que las galaxias maduras tienden a aparecer de color rojo debido al polvo acumulado, JWST reveló que son de color azul brillante y libres de polvo. Las teorías sugieren que una intensa radiación estelar o supernovas masivas podrían haber barrido el polvo, pero su verdadera naturaleza sigue siendo un enigma.

Química inusual en las primeras galaxias
El JWST ha descubierto composiciones químicas sorprendentes en estas galaxias primitivas. A diferencia de las estrellas modernas, son ricas en nitrógeno, pero tienen menores cantidades de otros metales. Este descubrimiento pone en tela de juicio los modelos existentes de evolución química y sugiere la existencia de procesos desconocidos que dieron forma a los componentes básicos del Universo primitivo.

Different chemical elements observed in one of the first galaxies in the Universe uncovered by JWST.
(Adapted from Castellano et al., 2024 The Astrophysical Journal; JWST-GLASS and UNCOVER Teams)

Utilizando lentes gravitatorias de cúmulos de galaxias masivas, el JWST ha localizado galaxias débiles que emiten cuatro veces más fotones de alta energía de lo previsto. Estas pequeñas galaxias pueden haber desempeñado un papel fundamental en el fin de la «edad oscura» cósmica, cuando el Universo pasó de opaco a transparente.

Una de las primeras imágenes del JWST reveló un fenómeno inesperado: objetos compactos de color rojo que emiten luz a velocidades extremas. Inicialmente se pensó que se trataba de galaxias densas, pero estos objetos muestran signos de agujeros negros supermasivos, aunque carecen de las emisiones de rayos X esperadas. También muestran características similares a las de las estrellas, lo que sugiere una naturaleza híbrida. Este descubrimiento podría aclarar cómo evolucionaron juntos los agujeros negros supermasivos y las estrellas en el Universo primitivo.

Rectangles highlight the apertures of JWST’s near infrared spectrograph array, through which light was captured and analysed to unravel the mysteries of the galaxies’ chemical compositions. (Atek et al., 2024, Nature)

Galaxias primitivas imposiblemente masivas

El JWST ha identificado galaxias masivas -superiores a la Vía Láctea- que se formaron en los primeros 700 millones de años tras el Big Bang. Estos hallazgos desafían los modelos actuales de formación de galaxias, que se esfuerzan por explicar cómo surgieron tan pronto estructuras tan colosales. Los cosmólogos debaten ahora si son necesarios ajustes en las teorías existentes o marcos completamente nuevos, que posiblemente impliquen materia oscura.

En su breve historia operativa, el JWST ya ha sacado a la luz lagunas en nuestra comprensión del cosmos. Mientras perfeccionamos nuestros modelos, el telescopio promete desvelar aún más incógnitas. Los enigmáticos «puntos rojos» no son más que el principio: innumerables maravillas ocultas aguardan aún a ser descubiertas en la vasta extensión del espacio.

In the background, the JWST image of the Pandora Cluster (Abell 2744) is displayed, with a little red dot highlighted in a blue inset. The foreground inset on the left showcases a montage of several little red dots discovered by JWST. (Adapted from Furtak et al., and Matthee et al., The Astrophysical Journal, 2023-2024; JWST-GLASS and UNCOVER Teams)

Read Original article: Science Alert

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