Webb observa la formación de un enorme cúmulo galáctico
25 abril, 2023
La capacidad del Telescopio Espacial James Webb de percibir la luz infrarroja le permite mirar muy hacia atrás en la historia del universo. Eso le permitió mirar a un cúmulo de galaxias en formación cuando el universo tenía apenas 650 millones de años.
El protocúmulo se conforma por 7 galaxias ubicadas en el campo Abell 2744. El corrimiento al rojo de la luz que proviene de ahí es de 7.9, lo que permite hacer el cálculo sobre su edad.
La formación de un gigante
El cúmulo de Abell 2744 que observó el Webb se compara con el Coma, un conjunto de galaxias enorme en el Universo Actual. Con el paso del tiempo, este cúmulo en formación que produjo la luz infrarroja que percibe el Webb debió tomar una forma similar.
“Este es un sitio único y muy especial de evolución acelerada de galaxias, y Webb nos dio la capacidad sin precedentes de medir las velocidades de estas siete galaxias y confirmar con confianza que están unidas en un protocúmulo”, explica en un comunicado Takahiro Morishita del Instituto de Tecnología de California IPAC.
Morishita aparece como primer firmante en el estudio donde se describe este cúmulo galáctico del universo joven. El documento se publicó recientemente en la revista científica Astrophysical Journal Letters.
Para observar a este cúmulo en formación se recurrió al Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano (NIRSpec) del James Webb. Este instrumento también permitió hacer mediciones que confirman que las galaxias se mueven a alta velocidad en un halo de materia oscura. Se desplazan a mil kilómetros por segundo.
Los datos espectrales que se han recopilado de este grupo permiten modelar su desarrollo hasta llegar a nuestro momento actual. Esta proyección indica que este cúmulo alcanzará una colección de miles de galaxias.
“Podemos ver estas galaxias distantes como pequeñas gotas de agua en diferentes ríos, y podemos ver que eventualmente todas se convertirán en parte de un gran y poderoso río”, describe Benedetta Vulcani del Instituto Nacional de Astrofísica en Italia, quien también participó en el estudio.
Para observar hacia Abell 2744 se recurrió, además del telescopio espacial más poderoso de la historia, a los lentes gravitacionales. Estas estructuras cósmicas son grandes concentraciones de masa que deforman el paso de la luz. El nombre que se les da se debe a que funcionan como lupas que permiten ver lo que hay detrás de ellas con mayor detalle.
Para esta observación el Telescopio Espacial James Webb miró a través del cúmulo Pandora. El Webb fue diseñado para observar la luz infrarroja, lo que permite que se observen cúmulos galácticos en formación antes de tomar la forma que conocemos en otros como Pandora o Coma.
La observación del Webb no fue gratuita. El Hubble había recuperado indicios de su presencia en el programa Fronteras de Campo (Frontier Fields). El Hubble es capaz de observar la luz cercana al infrarrojo pero no más allá. En ese sentido el Webb tiene la capacidad de observar más detalles.
La Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio estadounidense (NASA) se prepara para continuar su búsqueda de protocúmulos con más intensidad en unos años. En mayo de 2027 se tiene programado el lanzamiento del Telescopio Espacial Nancy Grace Roman.
Roman es una misión de estudio de campo amplio en alta resolución. Tiene un campo infrarrojo con una vista 200 veces mayor a la del Hubble en una sola captura. Con este telescopio será posible rastrear más protocúmulos para que el Webb los confirme.
“Con este pequeño protocúmulo de siete galaxias, a esta gran distancia, teníamos una tasa de confirmación espectroscópica del cien por cien, demostrando el potencial futuro para mapear la materia oscura y completar la línea de tiempo del desarrollo temprano del universo”, comenta Tommaso Treu de la Universidad de california en Los Angeles, quien participa en el equipo de rastreo de protocúmulos.