MADRID, 20 Nov. (EUROPA PRESS) -
Un equipo de astrofísicos dirigido por la Universidad Northwestern, en Estados Unidos, acaba de analizar los primeros resultados del sondeo CECILIA (Chemical Evolution Constrained using Ionized Lines in Interstellar Aurorae), un programa que utiliza el telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA para estudiar la química de galaxias lejanas y ha comprobado que las llamadas "galaxias adolescentes" (que se formaron entre dos mil y tres mil millones de años después del Big Bang) son inusualmente calientes y contienen elementos inesperados, como el níquel, que son notoriamente difíciles de observar.
La investigación, publicada en 'The Astrophysical Journal Letters', es la primera de una serie de estudios del sondeo CECILIA que se publicarán próximamente.
"Estamos intentando comprender cómo crecieron y cambiaron las galaxias a lo largo de los 14.000 millones de años de historia cósmica --explica Allison Strom, profesora adjunta de Física y Astronomía en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg de la Universidad Northwestern, que dirigió el estudio--. Utilizando el JWST, nuestro programa se centra en las galaxias adolescentes cuando atravesaban una época desordenada de brotes de crecimiento y cambio. Los adolescentes suelen vivir experiencias que determinan su trayectoria hacia la edad adulta. Para las galaxias, es lo mismo", asegura.
El CECILIA Survey, que lleva el nombre de Cecilia Payne-Gaposchkin, una de las primeras mujeres en obtener un doctorado en astronomía, observa los espectros (o la cantidad de luz en diferentes longitudes de onda) de galaxias lejanas. Strom, que codirige el estudio CECILIA con Gwen Rudie, científica de los Observatorios Carnegie, compara el espectro de una galaxia con su "ADN químico". Al examinar este ADN durante los años de "adolescencia" de una galaxia, los investigadores pueden comprender mejor cómo creció y cómo evolucionará hasta convertirse en una galaxia más madura.
Por ejemplo, los astrofísicos aún no entienden por qué algunas galaxias parecen "rojas y muertas" mientras que otras, como nuestra Vía Láctea, aún están formando estrellas. El espectro de una galaxia puede revelar sus elementos clave, como el oxígeno y el azufre, que proporcionan una ventana a lo que una galaxia hacía anteriormente y a lo que podría hacer en el futuro.
"Estos años de adolescencia son muy importantes porque es cuando se produce el mayor crecimiento --afirma--. Estudiando esto, podemos empezar a explorar la física que causó que la Vía Láctea se pareciera a la Vía Láctea y por qué podría parecer diferente de sus galaxias vecinas".
En el nuevo estudio, Strom y sus colaboradores utilizaron el JWST para observar 33 galaxias adolescentes distantes durante 30 horas continuas el pasado verano. A continuación, combinaron los espectros de 23 de esas galaxias para construir una imagen compuesta.
"Esto elimina los detalles de las galaxias individuales, pero nos da una mejor idea de una galaxia media. También nos permite ver las características más débiles --explica--. Es significativamente más profundo y detallado que cualquier espectro que pudiéramos recoger con telescopios terrestres de galaxias de este período de tiempo en la historia del universo".
El espectro ultraprofundo reveló ocho elementos distintos: Hidrógeno, helio, nitrógeno, oxígeno, silicio, azufre, argón y níquel. Todos los elementos más pesados que el hidrógeno y el helio se forman en el interior de las estrellas. Así pues, la presencia de determinados elementos proporciona información sobre la formación de estrellas a lo largo de la evolución de una galaxia.
Aunque Strom esperaba ver elementos más ligeros, le sorprendió especialmente la presencia de níquel. Más pesado que el hierro, el níquel es raro e increíblemente difícil de observar.
"Ni en mis mejores sueños imaginé que veríamos níquel --reconoce--. Incluso en galaxias cercanas no se observa. Tiene que haber suficiente cantidad de un elemento presente en una galaxia y las condiciones adecuadas para observarlo. Nadie habla nunca de observar el níquel. Los elementos tienen que brillar en el gas para que podamos verlos. Así que, para que veamos níquel, puede que haya algo único en las estrellas dentro de las galaxias".
Otra sorpresa fue que las galaxias adolescentes eran extremadamente calientes. Examinando los espectros, los físicos pueden calcular la temperatura de una galaxia. Mientras que los focos más calientes de las galaxias pueden alcanzar más de 9.700 grados Celsius, las galaxias adolescentes superan los 13.350 grados Celsius.
"Se trata de una prueba más de lo diferentes que eran las galaxias cuando eran más jóvenes --destaca--. En última instancia, el hecho de que veamos una temperatura característica más alta no es más que otra manifestación de su ADN químico diferente, porque la temperatura y la química del gas en las galaxias están intrínsecamente relacionadas".