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ALMA confirma edad de una galaxia con uso de oxígeno

Desde el lanzamiento del Telescopio Espacial James Webb en diciembre de 2021, los astrónomos y el público han estado emocionados de ver cuán poderosa es esta nueva herramienta y cómo ha podido ver algunas de las galaxias más distantes jamás observadas. Sin embargo, como ciencia de vanguardia, algunos de estos primeros resultados han sido polémicos ya que los astrónomos trabajan para descubrir qué tan precisos son los datos, debido a problemas como la calibración de los instrumentos.

Otra forma de verificar los resultados es buscar evidencia de apoyo de otras herramientas, como un trabajo reciente con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array o ALMA, un conjunto de telescopios terrestres ubicados en Chile, que ha confirmado la edad de una galaxia muy distante mediante la detección de oxígeno.

Una galaxia distante identificada por el JWST, GHZ2/GLASS-z12.
El conjunto de radiotelescopios ALMA ha identificado la edad cósmica exacta de una galaxia distante identificada por el JWST, GHZ2/GLASS-z12, 367 millones de años después del Big Bang. Las observaciones espectroscópicas profundas de ALMA revelaron una línea de emisión espectral asociada con oxígeno ionizado cerca de la galaxia, que ha cambiado en su frecuencia observada debido a la expansión del Universo desde que se emitió la línea. Esta observación confirma que el JWST es capaz de mirar para registrar distancias, y anuncia un salto en nuestra capacidad para comprender la formación de las primeras galaxias en el Universo. NASA / ESA / CSA / T. Treu, UCLA / NAOJ / T. Bakx, Nagoya U.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Nagoya y el Observatorio Astronómico Nacional de Japón observaron una galaxia llamada GHZ2 o GLASS-z12, que se identificó por primera vez en la encuesta James Webb GLASS. Para ver si la galaxia realmente era tan antigua como parecía, los investigadores utilizaron ALMA para realizar una técnica llamada espectroscopia, en la que la luz proveniente del objetivo se descompone en diferentes longitudes de onda. Esto muestra qué longitudes de onda faltan porque han sido absorbidas por un elemento en particular, en este caso, el oxígeno.

La investigación analizó la línea de emisión de oxígeno y confirmó su desplazamiento al rojo, que se refiere al desplazamiento de la luz desde un objetivo distante hacia el extremo rojo del espectro debido a la expansión del universo. Esto les permitió confirmar que la galaxia GLASS-Z12 es extremadamente antigua, que se remonta a 367 millones de años después del Big Bang.

«Las primeras imágenes del Telescopio Espacial James Webb revelaron tantas galaxias tempranas, que sentimos que teníamos que probar sus resultados utilizando el mejor observatorio de la Tierra», dijo el autor principal Tom Bakx de la Universidad de Nagoya en un comunicado. «Fue un momento muy emocionante para ser un astrónomo observacional, y pudimos rastrear el estado de las observaciones que probarán los resultados del JWST en tiempo real».

El hallazgo apoya el hecho de que las galaxias observadas por Webb incluyen algunas de las galaxias más antiguas conocidas, lo que demuestra cuán poderosas son nuestras herramientas ahora para mirar hacia atrás a las primeras etapas del universo.

«Estas observaciones profundas de ALMA proporcionan evidencia sólida de la existencia de galaxias dentro de los primeros cientos de millones de años después del Big Bang, y confirman los sorprendentes resultados de las observaciones de Webb», dijo Jorge Zavala, del Observatorio Astronómico Nacional de Japón. «El trabajo de JWST acaba de comenzar, pero ya estamos ajustando nuestros modelos de cómo se forman las galaxias en el Universo temprano para que coincidan con estas observaciones. El poder combinado de Webb y el conjunto de radiotelescopios ALMA nos da la confianza para acercar nuestros horizontes cósmicos cada vez más a los albores del Universo».

La investigación se publica en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomy Society.

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Diego Bastarrica
Diego Bastarrica es periodista y docente de la Universidad Diego Portales de Chile. Especialista en redes sociales…
El telescopio James Webb obtiene una vista de la ballena blanca
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Estudiar otros planetas es difícil no solo porque están muy lejos, sino también porque pueden tener propiedades que hacen que tomar lecturas sea mucho más difícil. Aquí en nuestro sistema solar, solo tenemos escasa información sobre la superficie de Venus porque su gruesa atmósfera hace que sea difícil de ver. Al estar a 50 años luz de distancia, el planeta GJ 1214 b ha demostrado ser igualmente complicado, desafiando 15 años de intentos de observaciones debido a su naturaleza nebulosa.

Pero ahora, el Telescopio Espacial James Webb ha podido mirar en la atmósfera del planeta por primera vez, revelando los secretos de este misterioso lugar. Es conocido como un mini-Neptuno porque tiene una atmósfera espesa y capas de hielo como Neptuno. Solo alrededor de tres veces el diámetro de la Tierra, el planeta probablemente tiene mucha agua, pero se encuentra en la atmósfera, no en la superficie, debido a su alta temperatura superficial.
El concepto de este artista representa el planeta GJ 1214 b, un "mini-Neptuno" con lo que probablemente sea una atmósfera húmeda y brumosa. Un nuevo estudio basado en observaciones del telescopio Webb de la NASA proporciona información sobre este tipo de planeta, el más común en la galaxia.
Este vapor de agua puede haber contribuido a la nebulosidad de la atmósfera, lo que dificultó las observaciones. Sin embargo, el principal compuesto culpable que causa la reflectividad sigue siendo desconocido. "El planeta está totalmente cubierto por algún tipo de neblina o capa de nubes", dijo la autora principal Eliza Kempton de la Universidad de Maryland en un comunicado. "La atmósfera permaneció totalmente oculta para nosotros hasta esta observación".

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Impresionante imagen de dos galaxias fusionándose
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El Telescopio Espacial James Webb ha capturado una hermosa imagen de un dramático evento cósmico: dos galaxias colisionando. Las dos galaxias espirales están en proceso de fusión, y brillan intensamente en la longitud de onda infrarroja en la que opera James Webb, brillando con la luz de más de un billón de soles.

No es raro que dos (o más) galaxias colisionen y se fusionen, pero las dos que se muestran en esta imagen emiten luz infrarroja particularmente brillante. El par tiene un nombre combinado, Arp 220, ya que aparecen como un solo objeto cuando se ven desde la Tierra. Conocida como una galaxia infrarroja ultraluminosa (ULIRG), Arp 220 brilla mucho más que una galaxia espiral típica como nuestra Vía Láctea.
Brillando como un faro brillante en medio de un mar de galaxias, Arp 220 ilumina el cielo nocturno en esta vista desde el Telescopio Espacial James Webb de la NASA. En realidad, dos galaxias espirales en proceso de fusión, Arp 220 brilla más brillante en luz infrarroja, lo que la convierte en un objetivo ideal para Webb. Es una galaxia infrarroja ultraluminosa (ULIRG) con una luminosidad de más de un billón de soles. En comparación, nuestra galaxia, la Vía Láctea, tiene una luminosidad mucho más modesta de unos 10 mil millones de soles. IMAGEN: NASA, ESA, CSA, STScI PROCESAMIENTO DE IMÁGENES: Alyssa Pagan (STScI)
Arp 220 se encuentra a 250 millones de años luz de distancia, pero su brillo brillante significa que Webb pudo capturar el objeto utilizando su cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) y su instrumento de infrarrojo medio (MIRI). Al combinar los datos de estos dos instrumentos, los científicos pueden ver el objeto en longitudes de onda tanto en el infrarrojo cercano como en el infrarrojo medio.

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James Webb captura una impresionante imagen del remanente de supernova Cassiopeia A
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Una nueva e impresionante imagen del Telescopio Espacial James Webb muestra un famoso remanente de supernova llamado Cassiopeia A, o Cas A. Cuando una estrella masiva llega al final de su vida y explota en un enorme derramamiento de luz y energía llamado supernova, deja atrás un núcleo denso que puede convertirse en un agujero negro o una estrella de neutrones. Pero eso no es todo lo que queda después de una supernova: la explosión puede dejar su marca en nubes cercanas de polvo y gas que se forman en estructuras intrincadas.

La imagen de Cas A fue tomada usando el instrumento MIRI de Webb, que mira en el rango infrarrojo medio. Ubicada a 11.000 años luz de distancia, Cassiopeia A es uno de los objetos más brillantes del cielo en la longitud de onda de radio, y también es visible en las longitudes de onda óptica, infrarroja y de rayos X. Para ver las diferentes características recogidas en diferentes longitudes de onda, puede mirar la comparación deslizante de la imagen infrarroja de Webb junto con una imagen de luz visible del Hubble del mismo objeto.
Casiopea A (Cas A) es un remanente de supernova situado a unos 11.000 años luz de la Tierra en la constelación de Casiopea. Se extiende por aproximadamente 10 años luz. Esta nueva imagen utiliza datos del Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) de Webb para revelar Cas A bajo una nueva luz. IMAGEN: NASA, ESA, CSA, Danny Milisavljevic (Universidad de Purdue), Tea Temim (Universidad de Princeton), Ilse De Looze (UGent) PROCESAMIENTO DE IMÁGENES: Joseph DePasquale (STScI)
Con la alta sensibilidad de Webb, nuevos detalles son visibles en este remanente. "En comparación con las imágenes infrarrojas anteriores, vemos detalles increíbles a los que no hemos podido acceder antes", dijo Tea Temim de la Universidad de Princeton, coinvestigadora del programa de observación Webb, que tomó la imagen, en un comunicado.

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