cosmología: Ampliación máxima
Los astrónomos están utilizando el telescopio espacial James Webb para descubrir por primera vez cúmulos de estrellas en las primeras galaxias. Esto fue posible gracias a una lente gravitacional.
Los cúmulos de estrellas aparecen como perlas en un collar en una galaxia en el universo primitivo; son visibles sólo a través de una fuerte lente gravitacional en primer plano.
Las observaciones realizadas con el telescopio espacial James Webb (JWST) proporcionan los primeros conocimientos sobre las galaxias primordiales durante la época de la reionización. Un equipo de investigación dirigido por Angela Adamo de la Universidad de Estocolmo ha descubierto algunos cúmulos estelares masivos jóvenes en la galaxia SPT0615-JD1. Este emitió luz 460 millones de años después del Big Bang: en aquel momento el universo había alcanzado sólo el 3% de su edad actual de 13.800 millones de años. Sólo la ampliación mediante potentes lentes gravitacionales permite observar estructuras más pequeñas dentro de la galaxia altamente distorsionada. Debido a los efectos de la lente, aparece como un arco fuertemente pronunciado, de ahí el nombre «Arco de las Gemas Cósmicas». El Arco de la Joya Cósmica es una de las galaxias más magnificadas del mundo.
Se han encontrado nueve cúmulos de estrellas inusualmente masivos y densamente poblados en un área pequeña, más de tres órdenes de magnitud más densos que los del Grupo Local y nuestra propia galaxia. De ellos, sin embargo, sólo cinco pudieron identificarse sin ambigüedades como cúmulos de estrellas protoglobulares unidos gravitacionalmente. Todos ellos se encuentran dentro de una región compacta de menos de 230 años luz de diámetro y se estima que tienen menos de 50 millones de años. Con una extensión de dos años y medio a ocho años luz, cada uno contiene entre uno y tres millones de masas solares. Juntos constituyen aproximadamente el 30% de la masa estelar de su galaxia de origen.
Los cúmulos estelares muy densos, como los del “Arco de la Gema Cósmica”, tienen altas tasas de formación de estrellas y contienen muchas estrellas masivas y estrellas Wolf-Rayet, que liberan rápidamente grandes cantidades de materia. Impulsados por sus fuertes vientos estelares, los cúmulos de estrellas jóvenes contribuyen significativamente a la radiación ultravioleta medida en su galaxia de origen. Por lo tanto, su descubrimiento puede contribuir significativamente a comprender cómo las galaxias jóvenes lograron reionizar el universo primitivo con tanta eficacia. Debido a la alta densidad estelar dentro de los cúmulos estelares, el equipo de Adamo también supone que una proporción significativa de agujeros negros estelares se han fusionado entre sí. Estos podrían resultar ser las semillas de agujeros negros de masa intermedia.
El equipo de investigación ya está planeando más investigaciones con JWST para comprender mejor las propiedades de los cúmulos de estrellas y el gas ionizado. Se utilizarán mediciones espectroscópicas para registrar con precisión la tasa de formación de estrellas. Para respaldar cuantitativamente los resultados de este trabajo, el equipo también pretende analizar una gran cantidad de galaxias similares. Esto debería reducir la brecha de conocimiento sobre la formación de las primeras estrellas y cúmulos globulares en galaxias jóvenes. Las observaciones de cúmulos globulares formados poco después del Big Bang, como las del “Arco de la Gema Cósmica”, pueden proporcionar avances importantes.
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