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James Webb detecta polvo antiguo de las primeras supernovas

Puede que el polvo no suene como el más interesante de los temas, pero para un cierto grupo de astrónomos, es emocionante. Los investigadores utilizaron recientemente el Telescopio Espacial James Webb para identificar granos de polvo del universo temprano, que podrían haber sido producidos por las primeras supernovas.

James Webb es una herramienta poderosa porque permite a los investigadores identificar galaxias extremadamente distantes y, por lo tanto, extremadamente antiguas. Webb se puede utilizar no sólo para identificar estas galaxias tempranas, sino también para tomar espectros de ellas, que pueden revelar su composición química al ver qué longitudes de onda de luz absorben. Como parte de un sondeo llamado JWST Advanced Deep Extragalactic Survey o JADES, el instrumento NIRCam de Webb tomó esta imagen de una región del cielo llamada GOODS-South. Dentro de esa imagen, los investigadores utilizaron el instrumento NIRSpec de Webb para observar los espectros de galaxias tempranas como JADES-GS-z6.

Esta imagen destaca la ubicación de la galaxia JADES-GS-z6 en una porción de un área del cielo conocida como GOODS-South, que se observó como parte del JWST Advanced Deep Extragalactic Survey, o JADES.
Esta imagen destaca la ubicación de la galaxia JADES-GS-z6 en una porción de un área del cielo conocida como GOODS-South, que se observó como parte del JWST Advanced Deep Extragalactic Survey, o JADES. ESA/Webb, NASA, ESA, CSA, B. Robertson (UC Santa Cruz), B. Johnson (Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian), S. Tacchella (University of Cambridge, M. Rieke (Univ. of Arizona), D. Eisenstein (Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian), A. Pagan (STScI)

Usando el espectrógrafo, los investigadores encontraron evidencia de granos ricos en carbono en nubes de polvo. Eso parece ser similar a los hallazgos de compuestos llamados hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), sin embargo, no habría sido posible que estos compuestos complejos se hubieran formado tan temprano en el universo.

Esto es complicado porque los espectros pueden parecer similares para diferentes productos químicos. En este caso, podría ser que la pequeña varianza encontrada por los investigadores sea significativa: su característica fue más prominente a 226.3 nanómetros, mientras que los HAP suelen ser más prominentes a 217.5 nanómetros. Esa es una discrepancia muy pequeña, pero podría deberse a una mezcla de partículas presentes en el polvo.

«Este ligero cambio en la longitud de onda de donde la absorción es más fuerte sugiere que podemos estar viendo una mezcla diferente de granos, por ejemplo, granos similares al grafito o al diamante», dijo el autor principal de la investigación, Joris Witstok de la Universidad de Cambridge, en un comunicado. Witstok continuó explicando que esta mezcla podría haber surgido debido a supernovas tempranas o estrellas grandes llamadas estrellas Wolf-Rayet: «Esto también podría ser producido en escalas de tiempo cortas por estrellas Wolf-Rayet o eyecciones de supernovas».

Desde que comenzó el trabajo con Webb el año pasado, los astrónomos han notado que las galaxias tempranas parecen ser considerablemente más numerosas y más masivas de lo que nadie había predicho, lo que, junto con evidencia como este descubrimiento, los está llevando a repensar sus suposiciones sobre el universo temprano.

«Este descubrimiento implica que las galaxias infantiles en el Universo temprano se desarrollan mucho más rápido de lo que nunca anticipamos», dijo el investigador Renske Smit de la Universidad John Moores de Liverpool. «Webb nos muestra una complejidad de los primeros lugares de nacimiento de estrellas (y planetas) que los modelos aún no han explicado».

La investigación se publica en la revista Nature.

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