Ha surgido evidencia de la existencia de la primera generación de estrellas en el universo, gracias a las observaciones realizadas por el Telescopio Espacial James Webb (JWST). La evidencia se encuentra en una de las galaxias más distantes conocidas.
Galaxia designada GN-Z11fue descubierto por telescopio espacial Hubble En 2015, antes del lanzamiento del telescopio espacial James Webb, era considerada la galaxia más distante conocida. con corrimiento al rojo A partir del 10.6, tiene sentido hablar de cuánto tiempo lleva existiendo, no de qué tan lejos está. Esto se debe a que vemos GN-z11 tal como era solo 430 millones de años después de su aparición. la gran explosión Por el tiempo que tarda su luz en viajar hasta nuestro rincón del universo. En comparación, el universo actual es… 13,8 mil millones de años.
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Como tal, GN-z11 fue un objetivo principal para el estudio del Telescopio Espacial James Webb. Ahora, dos nuevos artículos describen profundos descubrimientos sobre GN-z11 que revelan detalles vitales sobre cómo crecieron las galaxias que existieron en el universo primitivo.
GN-z11 es la galaxia más brillante conocida con este desplazamiento al rojo en particular y, de hecho, se ha convertido en un tema popular para las galaxias de alto desplazamiento al rojo que el Telescopio Espacial James Webb ahora encuentra casi regularmente en el Universo temprano. Muchas de ellas parecen más brillantes de lo que predicen nuestros modelos de formación de galaxias. Estas predicciones se basan en el modelo estándar de cosmología.
Ahora, nuevas observaciones realizadas por el Telescopio Espacial James Webb parecen haber arrojado luz sobre lo que está sucediendo.
Un equipo de astronomía dirigido por Roberto Maiolino de la Universidad de Cambridge examinó GN-z11 utilizando los dos instrumentos de infrarrojo cercano del telescopio espacial James Webb, la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) y el espectrómetro de infrarrojo cercano (NIRSpec). Los investigadores han descubierto pruebas de una primera generación de estrellas, llamadas estrellas del tercer grupo, así como de la existencia de un cúmulo de estrellas. Agujero negro gigante Devoran enormes cantidades de materia y crecen a un ritmo muy acelerado.
Los científicos pueden calcular la edad de una estrella basándose en su abundancia de elementos pesados, que fueron creados por generaciones anteriores de estrellas que vivieron y murieron, arrojando esos elementos pesados al espacio donde finalmente se reciclan en regiones de formación estelar para formar nuevas estrellas. Cuerpos astrales. Las estrellas más jóvenes que se formaron en los últimos cinco o seis mil millones de años se denominan estrellas del primer grupo y tienen la mayor abundancia de elementos pesados. Nuestro Sol Es la población que protagonizo. Las estrellas más viejas contienen menos elementos pesados porque hubo menos generaciones de estrellas que las precedieron. A estas las llamamos estrellas del segundo grupo y viven en nuestras regiones más antiguas. vía Láctea.
Sin embargo, las estrellas del tercer grupo hasta ahora son puramente hipotéticas.
Se suponía que estas estrellas fueron las primeras en formarse y, como no hubo otras estrellas antes que ellas, no contenían elementos pesados y estaban hechas únicamente de hidrógeno puro y helio que se formaron durante el Big Bang. También se cree que estas primeras estrellas eran extremadamente luminosas, con masas equivalentes a al menos varios cientos de soles.
Aunque los astrónomos aún no han visto directamente las estrellas del Grupo III, el equipo de Maiolino ha descubierto evidencia indirecta de ellas en GN-z11. NIRSpec observó una masa de helio ionizado cerca del borde de GN-z11.
«El hecho de que no veamos nada más que helio sugiere que esta masa debe ser bastante pura», dijo Maiolino en su informe. declaración. «Esto es algo que se habría esperado a partir de la teoría y las simulaciones en las proximidades de galaxias particularmente masivas de estas épocas: que deberían quedar bolsas de gas prístino en el halo, y que estas bolsas podrían colapsar y formar estrellas del tercer grupo».
Este gas helio es ionizado por algo que produce enormes cantidades de luz ultravioleta, llamado estrellas de Población III. El helio que vimos es probablemente un material sobrante de la formación de esas estrellas. La cantidad de luz ultravioleta necesaria para ionizar todo este gas requiere alrededor de 600.000 masas solares de estrellas en total, brillando con una luminosidad combinada 20 billones de veces más brillante que la de nuestro Sol. Estos números sugieren que las galaxias distantes como GN-z11 eran más aptas para formar estrellas masivas que las galaxias del universo moderno.
Mientras tanto, según un segundo conjunto de resultados, el equipo de Maiolino también encontró evidencia de un agujero negro de 2 millones de masas solares en el núcleo de GN-z11.
«Encontramos gas muy denso, común en las proximidades de agujeros negros supermasivos que acumulan gas», dijo Maiolino en el mismo comunicado. «Esta fue la primera evidencia clara de que GN-z11 alberga un agujero negro que está devorando materia».
El equipo también detectó un poderoso hielo de radiación que fluye desde el disco de materia en acreción que orbita el agujero negro, así como elementos químicos ionizados que normalmente se encuentran cerca de los agujeros negros en acreción. El equipo dice que es el agujero negro supermasivo más distante descubierto hasta ahora, y su apetito voraz hace que su disco de acreción se vuelva denso, caliente y brille intensamente. Los investigadores creen que esto, combinado con las estrellas del Grupo III, es lo que hace que GN-z11 brille tanto. Sin romper la cosmología estándar como algunos lo hicieron Reclamado prematuramente.
El estudio sobre la masa de helio ionizado y las estrellas de población III ha sido aceptado para su publicación en la revista Astronomy and Astrophysics, y una preimpresión está disponible para su compra. Encontrado aquí. Mientras tanto, el estudio de las observaciones del agujero negro NIRCam se publicó el 17 de enero en la revista naturaleza.
