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. 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.

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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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Diego Bastarrica es periodista y docente de la Universidad Diego Portales de Chile. Especialista en redes sociales…
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Esta imagen de Urano tomada por NIRCam (Cámara de Infrarrojo Cercano) en el Telescopio Espacial James Webb de la NASA muestra el planeta y sus anillos con una nueva claridad. La imagen de Webb captura exquisitamente el casquete polar norte estacional de Urano, incluido el casquete interior blanco brillante y el carril oscuro en la parte inferior del casquete polar. Los tenues anillos interior y exterior de Urano también son visibles en esta imagen, incluido el escurridizo anillo Zeta, el anillo extremadamente débil y difuso más cercano al planeta. NASA, ESA, CSA, STScI
Esta nueva vista de Urano agrega una longitud de onda adicional a la imagen anterior, lo que ayuda a mostrar aún más de los anillos, incluido el anillo Zeta, que rara vez se ve, que es un anillo muy débil de material cerca de la superficie del planeta, a solo unos cientos de kilómetros por encima de las nubes. La imagen también muestra varias de las 27 lunas del planeta, algunas de las cuales se encuentran fuera de los anillos y otras incluso dentro de los anillos.

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Uno de estos remanentes de supernova, Cassiopeia A, o Cas A, fue fotografiado recientemente utilizando el instrumento NIRCam del Telescopio Espacial James Webb. Situada a 11.000 años luz de distancia en la constelación de Casiopea, se cree que es una estrella que explotó hace 340 años (vista desde la Tierra) y ahora es uno de los objetos de radio más brillantes del cielo. Esta imagen muestra la capa de material expulsada por la explosión interactuando con el gas que la estrella masiva emitió en sus últimas fases de vida.
Una nueva imagen de alta definición de la NIRCam (Cámara de Infrarrojo Cercano) del Telescopio Espacial James Webb revela detalles intrincados del remanente de supernova Cassiopeia A (Cas A), y muestra la capa de material en expansión que se estrella contra el gas arrojado por la estrella antes de que explotara. NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Universidad de Purdue), Ilse De Looze (UGent), Tea Temim (Universidad de Princeton)
"Con la resolución de NIRCam, ahora podemos ver cómo la estrella moribunda se hizo añicos cuando explotó, dejando filamentos similares a pequeños fragmentos de vidrio", dijo el investigador principal Danny Milisavljevic de la Universidad de Purdue en un comunicado. "Es realmente increíble después de todos estos años estudiando Cas A resolver ahora esos detalles, que nos están proporcionando una visión transformadora de cómo explotó esta estrella".

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