El Telescopio Espacial Webb ha detectado cinco cúmulos estelares en el arco de las Gemas Cósmicas (SPT0615-JD1), una galaxia que emitía luz cuando el Universo tenía sólo unos 460 millones de años.
Se trata del primer descubrimiento de cúmulos estelares en una galaxia joven, menos de 500 millones de años después del Big Bang.
El arco de las Gemas Cósmicas fue descubierto inicialmente en imágenes del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA obtenidas por el programa RELICS (Reionization Lensing Cluster Survey) del cúmulo de galaxias con lentes SPT-CL J0615-5746.
«Si se cree que estas galaxias son una fuente importante de la intensa radiación que reionizó el Universo temprano», compartió en un comunicado la autora principal Angela Adamo de la Universidad de Estocolmo y el Centro Oskar Klein en Suecia. «Lo que tiene de especial el arco de la Gema Cósmica es que gracias al efecto de lente gravitacional podemos resolver la galaxia en escalas de pársec».
Con Webb, el equipo científico ahora puede ver dónde se formaron las estrellas y cómo se distribuyeron, de manera similar a cómo se utilizó el Telescopio Espacial Hubble para estudiar la ubicación de las galaxias. La visión de Webb ofrece una oportunidad única para estudiar la formación estelar y el funcionamiento interno de las galaxias jóvenes desde una distancia sin precedentes.
«La increíble sensibilidad y resolución angular de Webb en longitudes de onda del infrarrojo cercano, combinadas con el efecto de lente gravitacional proporcionado por el enorme cúmulo de galaxias en primer plano, permitieron este descubrimiento», explicó Larry Bradley del Instituto Científico del Telescopio Espacial e investigador principal de Webb. programa que capturó estos datos. «Ningún otro telescopio podría haber hecho este descubrimiento».
«La sorpresa y el asombro fueron increíbles cuando abrimos las imágenes de Webb por primera vez», añadió Adamo. «Vimos una pequeña cadena de puntos brillantes, reflejados de un lado a otro: ¡estas alegrías cósmicas son cúmulos de estrellas! ¡Sin el Webb no sabíamos que estábamos viendo cúmulos de estrellas en una galaxia tan joven!»
En nuestra Vía Láctea vemos antiguos cúmulos globulares de estrellas, que están unidos por la tumba y han sobrevivido a lo largo de kilómetros durante millones de años. Se trata de antiguas reliquias de una intensa formación estelar en el Universo temprano, pero no se comprendía bien cuándo se formaron estos cúmulos. La detección de cúmulos estelares jóvenes y masivos en el arco de la Gema Cósmica nos brinda una excelente visión de los primeros pasos de un proceso que puede continuar hasta que se formen cúmulos globulares.
Los cúmulos recibidos en el arco son enormes, densos y están ubicados en una región muy pequeña de su galaxia, pero también aportan la mayor parte de la luz ultravioleta que proporciona su galaxia anfitriona. Los cúmulos son significativamente más densos que los cúmulos estelares cercanos. Este descubrimiento ayudará a los científicos a comprender mejor cómo se formaron las galaxias infantiles a partir de sus estrellas y dónde se formaron los cúmulos globulares.
El equipo señaló que este descubrimiento conecta una variedad de campos científicos. «Estos resultados proporcionan evidencia directa de que los cúmulos protoglobulares se formaron en galaxias débiles durante la era de la reionización, lo que ha contribuido a nuestra comprensión de cómo estas galaxias lograron reionizar el Universo», explicó Adamo.
«Este descubrimiento también impone importantes limitaciones a la formación de cúmulos globulares y a sus propiedades iniciales. Por ejemplo, las altas densidades estelares encontradas en los cúmulos nos proporcionan la primera indicación de los procesos que ocurren en su interior, lo que nos aporta nuevos conocimientos sobre la posible formación de estrellas muy masivas, parecidas a ángeles oscuros, que son importantes para la evolución de las galaxias».
En el futuro, el equipo espera construir un escaparate de galaxias que puedan registrar resoluciones similares. «Estoy seguro de que se esperan descubrir otros sistemas como este en el Universo temprano, que nos permitirán profundizar nuestro conocimiento de las galaxias tempranas», afirmó Eros Vanzella del INAF – Observatorio de Astrofísica y Ciencias Espaciales de Bolonia (OEA). ), Italia, uno de los principales contribuyentes al trabajo.