Mientras analizaban los datos de las primeras imágenes de una galaxia temprana muy conocida tomadas por el Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA, los astrónomos de la Universidad de Cornell descubrieron una galaxia compañera previamente escondida detrás de la luz de la galaxia en primer plano, una que parece tener ya su propio. Ha albergado múltiples generaciones de estrellas a pesar de su corta edad, estimada en 1.400 millones de años.
«Descubrimos que esta galaxia es químicamente abundante, algo que ninguno de nosotros esperábamos», dijo Pu Bing, estudiante de doctorado en astronomía que dirigió el análisis de datos. «JWST cambia la forma en que vemos este sistema y abre nuevas vías para estudiar cómo se formaron las estrellas y las galaxias en el universo primitivo».
Peng es el autor principal de «Dusty, Chemically Mature Companion Discovery of the z~4 Starburst Galaxy in JWST Early Release Science Data», publicado en Cartas de revistas astrofísicas.
Las imágenes anteriores capturadas por el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile contenían indicios complementarios que JSWT resolvió claramente, pero que no pudieron interpretarse como más que ruido aleatorio, dijo Amit Vishwas, investigador asociado del Centro Cornell. Centro de Astrofísica y Ciencias Planetarias (CCAPS) y segundo autor del artículo.
El equipo estimó que la galaxia compañera, a la que llamaron SPT0418-SE, estaba dentro de los 5 kiloparsecs de SPT0418-47, una de las galaxias polvorientas y formadoras de estrellas más brillantes del universo temprano, su luz distante doblada y magnificada por la gravedad de un galaxia en primer plano. Un círculo llamado anillo de Einstein. Las Nubes de Magallanes, satélites de la Vía Láctea, están a unos 50 kiloparsecs de distancia. La proximidad indica que estas galaxias deben haber estado interactuando entre sí y posiblemente también fusionándose, una observación que se suma a la comprensión de cómo evolucionaron las primeras galaxias hasta convertirse en galaxias más grandes.
Las dos galaxias tienen una masa modesta en comparación con las galaxias del universo primitivo, con el «SE» relativamente más pequeño y menos polvoriento, lo que lo hace parecer más azul que el anillo oscuro polvoriento. Basándose en imágenes de galaxias cercanas con colores similares, los investigadores sugieren que pueden vivir «en un halo masivo de materia oscura con vecinos aún no descubiertos».
Lo más sorprendente de la galaxia compañera, dada su edad y masa, fue que era metálica madura: cantidades de elementos más pesados que el helio y el hidrógeno, como el carbono, el oxígeno y el nitrógeno. El equipo estimó que es comparable a nuestro sol, que tiene más de 4.000 millones de años y ha heredado la mayoría de sus minerales de generaciones anteriores de estrellas que tardaron 8.000 millones de años en formarse.
«Estamos viendo los restos de al menos dos generaciones de estrellas que vivieron y murieron durante los primeros mil millones de años de la existencia del universo, que normalmente no vemos», dijo Vishwas. «Creemos que el proceso de formación de estrellas en estas galaxias debe haber sido muy eficiente y comenzó muy temprano en el universo, particularmente para explicar la abundancia de nitrógeno medida en relación con el oxígeno, ya que esta proporción es una medida confiable de cuántas generaciones de estrellas Vivió y murió».
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