La primera imagen de campo profundo del cosmos tomada por el Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha permitido a los científicos estudiar la luz tenue, casi fantasmal, de las estrellas huérfanas que existen entre las galaxias de los cúmulos galácticos.
Sin estar unidas gravitacionalmente a las galaxias, estas estrellas son arrancadas de sus hogares y se desplazan a través del espacio intergaláctico por las fuerzas de marea masivas generadas entre los cúmulos de galaxias. La luz emitida por estas huérfanas estelares se llama luz intracúmulo, y es tan tenue que tiene solo el uno por ciento del brillo del cielo más oscuro que se puede ver en lo alto. Tierra.
El estudio de esta luz fantasmal de estrellas huérfanas no solo podría revelar cómo se forman los cúmulos galácticos, sino que podría dar a los científicos pistas sobre las propiedades de materia negrala sustancia misteriosa que constituye aproximadamente el 85% de la masa del universo.
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La materia oscura no interactúa con la luz, lo que significa que los científicos saben que no es lo mismo que la materia cotidiana compuesta por protones y neutrones. Su presencia actualmente solo puede inferirse por sus interacciones gravitatorias que literalmente evitan que las estrellas y los planetas de las galaxias se separen.
El JWST ve el universo en luz infrarroja, frecuencias de radiación electromagnética que permiten a los astrónomos ver los cúmulos galácticos de manera diferente a la imagen pintada en luz visible.
La nitidez de las imágenes infrarrojas del JWST permitió a los investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) Mireia Montes e Ignacio Trujillo estudiar la luz intracúmulo del cúmulo galáctico SMACS-J0723.3–7327 con un detalle sin precedentes.
Esta nitidez proviene del hecho de que las imágenes JWST de SMACS-J0723.3–7327, ubicadas a unos 4 mil millones de años luz de la Tierra en la constelación de Volans, son dos veces más profundas que las observaciones del mismo cúmulo tomadas anteriormente. El Telescopio Espacial Hubble.
«En este estudio, mostramos el gran potencial de JWST para observar un objeto tan débil», dijo el primer autor de la investigación, Montes, en un comunicado. declaración (se abre en una nueva pestaña). «Esto nos permitirá estudiar cúmulos de galaxias mucho más lejos y con mucho más detalle».
Sin embargo, estudiar esta baja luz intracúmulo requirió algo más que el poder de observación del JWST, lo que significó que el equipo también tuvo que desarrollar nuevas técnicas de análisis de imágenes. “En este trabajo, necesitábamos realizar un procesamiento adicional en las imágenes del JWST para poder estudiar la luz intracúmulo, ya que es una estructura débil y extensa”, explicó Montes en el comunicado. «Era esencial evitar sesgos en nuestras mediciones».
Los datos obtenidos por los científicos son una demostración sorprendente del potencial de la luz intracúmulo para revelar los procesos detrás de la formación de estructuras en los cúmulos galácticos.
«Al analizar esta luz difusa, encontramos que las partes internas del cúmulo están formadas por una fusión de galaxias masivas, mientras que las partes externas se deben a la acumulación de galaxias similares a la nuestra. vía Láctea“, dijo Montes.
Además, dado que las estrellas dentro del cúmulo siguen la influencia gravitatoria del cúmulo como un todo en lugar de la de las galaxias individuales, la luz de estos huérfanos estelares presenta un medio excelente para estudiar la distribución de la materia oscura en estos cúmulos.
«El JWST nos permitirá caracterizar la distribución de la materia oscura en estas enormes estructuras con una precisión sin precedentes y arrojar luz sobre su naturaleza fundamental», agregó el segundo autor del estudio, Trujillo.
La investigación del dúo fue publicada el 1 de diciembre en el Cartas de revistas astrofísicas (se abre en una nueva pestaña).
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