Descubrimiento de moléculas complejas en la galaxia antigua cerca del amanecer de los tiempos: ScienceAlert

Descubrimiento de moléculas complejas en la galaxia antigua cerca del amanecer de los tiempos: ScienceAlert

En una galaxia suspendida en el universo primitivo menos de 1500 millones de años después del Big Bang, el Telescopio Espacial James Webb hizo un descubrimiento sorprendente.

A partir de la luz que ha viajado más de 12 000 millones de años desde una galaxia conocida como SPT0418-47, los astrónomos han extraído la señal espectroscópica de las moléculas complejas, los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) que forman algunos de los granos de polvo en las nubes a la deriva interestelar, absorbiendo luz y devolviendo la luz Envíala a ondas infrarrojas.

Este polvo indica una alta tasa de formación de estrellas, lo cual es inesperado para una galaxia que pertenece a esta era temprana del universo. Pero el polvo no se distribuye de manera uniforme, lo que indica que esta formación estelar se puede mapear en varios lugares dentro de la galaxia, según un equipo dirigido por el astrónomo Justin Spilker de la Universidad Texas A&M.

Y poder hacer una observación tan detallada de una galaxia tan lejana es francamente impresionante.

«Aquí presentamos las observaciones del Telescopio Espacial James Webb que revelan una característica PAH de 3,3 μm en una galaxia observada menos de 1.500 millones de años después del Big Bang. El alto ancho equivalente de los PAH indica formación estelar, en lugar de acreción. El agujero negro, emisión infrarroja domina en toda la galaxia», los investigadores El escribe.

«Nuestras observaciones muestran que las diferencias en las emisiones de las moléculas de PAH y los grandes granos de polvo son el resultado de procesos locales complejos dentro de las primeras galaxias».

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Hidrocarburos aromáticos policíclicos Puede parecer HD, pero no es particularmente raro. Aquí en la Tierra, es tan común como el hollín. Porque están en hollín. Es una clase de compuestos orgánicos que contienen un anillo de átomos de carbono que se pueden formar durante la compresión y el calentamiento de la materia orgánica. El carbón vegetal contiene hidrocarburos aromáticos policíclicos; Así como humo, niebla y petróleo crudo.

Los orígenes de los HAP también pueden ser no biológicos; Hasta donde sabemos, la mayoría de los hidrocarburos aromáticos policíclicos del universo no son biológicos. Y hay muchos de ellos por ahí.

análisis previo Sugiere que alrededor del 15 por ciento de todo el carbono interestelar en galaxias como la nuestra está asociado con PAH. La mayor parte flota entre las estrellas como polvo en el medio interestelar y se considera un tipo Rastreador confiable de formación estelar.

Nos dimos cuenta Hidrocarburos aromáticos policíclicos en otras galaxiaspero se encuentra en galaxias muy, muy lejanas más difícil. Estas partículas absorben y vuelven a emitir luz en longitudes de onda infrarrojas, y los telescopios infrarrojos anteriores tenían una sensibilidad y una cobertura muy limitadas. Sin embargo, ahora tenemos JWST, el telescopio espacial más poderoso jamás construido y el más poderoso en longitudes de onda infrarrojas.

Diagrama que muestra la lente gravitacional. (NASA, Agencia Espacial Europea y El Calzada)

Pero esto no es suficiente por sí solo. JWST tuvo que aprovechar el capricho de la física para hacer una observación tan detallada: lentes gravitacionales. Esta es la curvatura gravitacional del espacio-tiempo que ocurre alrededor de objetos masivos en el universo. Imagine una bola de bolos colocada en un trampolín: la tela del trampolín se deforma y se estira en respuesta a la masa.

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El espacio-tiempo hace algo similar con los objetos masivos como las galaxias y los cúmulos de galaxias, pero hay una recompensa. Debido a que el espacio-tiempo se deforma y estira, cualquier luz que lo atraviesa también se distorsiona, aumenta y, a veces, se duplica. Esto significa que podemos usar efectivamente estas lentes como una especie de lupa cósmica, agregando mucho empuje al poder de nuestros telescopios.

Entre nosotros y SPT0418-47, otra galaxia, a unos 3.000 millones de años luz de distancia, proporciona esta atracción lenticular. Esto significa que cuando JWST tomó observaciones de la galaxia como parte de Plantillas El programa Early Release Science pudo obtener suficientes detalles para que Spilker y sus colegas pudieran obtener la firma espectral de la luz emitida por los PAH en una longitud de onda del infrarrojo medio de 3,3 micrómetros.

Esto constituye la detección más lejana hasta el momento de moléculas aromáticas complejas, y aunque hay mucho que no sabemos (la razón de la distribución desigual de los hidrocarburos aromáticos en toda la galaxia), es un buen augurio para futuros estudios sobre la evolución de las galaxias en la galaxia. universo primitivo.

Investigación publicada en naturaleza.

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