¡El misterio de nuestro universo aparente está resuelto!

![Quasar-J0100+2802-JWST]. En el centro de esta imagen, un haz de luz rosa de seis puntas, está el cuásar J0100+2802, visto cuando el universo tenía 900 millones de años. Créditos: NASA, Agencia Espacial Europea, Agencia Espacial Canadiense, Simon Lilley (ETH Zurich), Daiichi Kashino (Universidad de Nagoya), Jorid Mattei (ETH Zurich), Christina Eilers (MIT), Rob Simcoe (MIT), Rangmon Bordoloi (NCSU) ), Roy McKenzie (ETH Zúrich), Alyssa Bacon (STScI), Ruari McKenzie (ETH Zúrich)*

Érase una vez, cuando el universo era joven, era difícil de ver. Durante los primeros mil millones de años después del Big Bang, el espacio entre las estrellas y las galaxias estuvo lleno de nubes de gas de hidrógeno frío, que absorbieron toda la luz. En consecuencia, si hubiera vida inteligente en ese momento, no verían nada más que oscuridad en el espacio, no podrían ver otras estrellas o galaxias.

En un momento en que los astrónomos llamaron reionización, todo el gas de hidrógeno era transparente por la opacidad, y se calentó e ionizó. Los astrónomos saben que este proceso está ocurriendo (a pesar de que no podemos ver el universo). Sin embargo, hasta hace poco, no tenían pruebas contundentes de cómo sucedió.

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Ahora, un equipo de investigadores dirigido por Simon Lilly de ETH Zurich en Emission Line Galaxies and Intergalactic Gases in the Age of Reionization, o EIGER, ha utilizado el telescopio espacial James Webb para resolver este misterio.

Enfocando a Webb en la pequeña brecha entre las constelaciones de Piscis y Andrómeda, el equipo apuntó el telescopio directamente a un antiguo objeto brillante llamado quásar J0100+2802. Los cuásares son agujeros negros supermasivos en el corazón de las galaxias.

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La impresión de este artista muestra cómo se ve un cuásar distante de cerca. Crédito: ESO/M. Kornmiser

Sin embargo, el equipo de EIGER no solo está interesado en los cuásares. Usaron Webb para observar cómo la luz de los cuásares viaja a través del gas en su camino desde J0100+2802 hasta los instrumentos del telescopio.

«A medida que la luz del cuásar viaja hacia nosotros a través de varios parches de gas, es absorbida por el gas opaco o se mueve libremente a través del gas transparente». la nasa dijo.

Al combinar datos de la Web con observaciones similares recopiladas por el Very Large Telescope y el Telescopio Magellan de ESO en el Observatorio WM Keck en Hawái y el Observatorio Las Campanas, el equipo de EIGER comparó el comportamiento de la luz con las condiciones iniciales. Galaxias alineadas. Una mirada a J0100+2802.

Fotografiadas por el telescopio espacial James Webb de la NASA, estas seis galaxias aparecieron cuando el universo tenía solo 900 millones de años. Créditos: NASA, Agencia Espacial Europea, Agencia Espacial Canadiense, Simon Lilly (ETH Zurich), Daiichi Kashino (Universidad de Nagoya), Jorid Matti (ETH Zurich), Christina Eilers (MIT), Rob Simcoe (MIT), Rangmon Bordoloi (NCSU) ), Rory Mackenzie (ETH Zúrich); Procesamiento de imágenes: Alyssa Bacon (STScI) y Rawari Mackey

«[These early galaxies] es más caótico que el universo cercano”, dijo Jorid Matt de ETH Zurich, autor principal del libro. Uno En tres artículos grupales basados ​​en estas observaciones, V Para cada convención. «Webb demostró que están formando estrellas activamente y deben haber disparado muchas supernovas. ¡Tienen un joven aventurero!»

Los resultados revelaron que cada galaxia está rodeada por un manto de gas caliente, ionizado y transparente con un radio de dos millones de años luz. En términos de tamaño, el vecino masivo más cercano de nuestra galaxia, la galaxia de Andrómeda, está a unos 2,5 millones de años luz de distancia.

«Webb no solo demostró claramente la existencia de esta región visible alrededor de la galaxia, sino que también medimos su tamaño», dijo Daiichi Kashino de la Universidad de Nagoya, autor principal del artículo. Final De un artículo escrito por el equipo, explicado Para cada convención. «Usando los datos de Webb, vemos que las galaxias vuelven a ionizar el gas que las rodea».

Como se resume en el cuadro a continuación, solo las primeras galaxias del universo fueron responsables de las épocas de reorganización.

Cuatro etapas de la era de la reconstrucción. Crédito: NASA, ESA, CSA, Joyce Kang (STScI)

A medida que atraviesan un período de formación estelar y muerte estelar a través de supernovas, es la radiación de estas galaxias la que calienta e ioniza el gas de hidrógeno, volviéndolo opaco a transparente. Estas burbujas transparentes de gas ionizado luego se expanden y se unen, permitiendo que la luz viaje largas distancias a través del universo.

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Resuelve más acertijos

Si bien respondieron a la pregunta de qué condujo finalmente al universo aparente que vemos hoy, el equipo también agregó otro misterio creciente sobre el universo primitivo.

Dado lo que sabemos sobre la formación de estrellas y cómo se acumulan las estrellas en las galaxias, los astrónomos creen que tienen una idea bastante clara de cuántas galaxias encontraron en el universo primitivo. Sin embargo, Estadísticas publicadas por la Web Esto superó las expectativas.

«Esperábamos identificar unas pocas docenas de galaxias que estaban en la era de la reionización, pero pudimos identificar fácilmente 117 galaxias», dijo Kashino.

Además, los datos recopilados por Webb permitieron al equipo medir la masa del agujero negro supermasivo que impulsa el cuásar J0100+2802. Descubrieron que tiene una masa cósmica de aproximadamente 10 mil millones de veces la de nuestro Sol. Es el agujero negro supermasivo más grande conocido en el universo primitivo.

Anna Christina Ehlers, del MIT, es la autora principal del artículo del equipo. tercer papela la NASA

«¡Es otro misterio por resolver!»

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