El telescopio James Webb revela galaxias turbulentas e irregulares en el universo temprano

Estudio y principales hallazgos

Investigadores de la University of Cambridge analizaron más de 250 observaciones del James Webb Space Telescope centradas en galaxias que existieron entre 800 millones y 1.500 millones de años después del Big Bang. En lugar de una prevalencia de discos en rotación suaves, el equipo descubrió que la mayoría de las galaxias en este periodo temprano son irregulares, aglomeradas y dinámicamente turbulentas.

El estudio examinó los movimientos de gas en una gran población de galaxias de masa relativamente baja y encontró una amplia gama de estados cinemáticos. Algunos sistemas muestran signos de una rotación ordenada emergente, pero la mayoría presenta movimientos de gas desordenados consistentes con fusiones frecuentes, episodios intensos de formación estelar e inestabilidades gravitatorias.

Técnica: espectroscopia de grisma de NIRCam

El equipo utilizó espectroscopia sin rendija del instrumento NIRCam del telescopio operando en modo de grisma. Los grismas separan la luz entrante en longitudes de onda en el rango de 2,4 a 5,0 micrómetros, lo que permite la medición de líneas de emisión infrarrojas que rastrean la cinemática del gas ionizado. El instrumento proporciona un poder de resolución espectral del orden de 1.600, lo que permite realizar mediciones detalladas de la velocidad a través de las galaxias.

Desarrollados originalmente para la alineación óptica, los grismas de NIRCam ofrecen tanto espectroscopia de campo amplio como modos de series temporales. Para este trabajo, los investigadores aplicaron un nuevo algoritmo a los espectros de grisma y a las imágenes existentes para mapear los movimientos de gas dentro de galaxias individuales en toda la muestra analizada.

Contexto e interpretación

Los resultados ayudan a rastrear la transición desde la época de la reionización hacia el pico posterior de formación estelar cósmica, a menudo llamado "mediodía cósmico" (cosmic noon), mostrando cómo los pequeños y caóticos bloques de construcción se asentaron gradualmente en estructuras más ordenadas como las espirales que se observan en el universo cercano.

Próximos pasos

Publicación

Los resultados aparecen en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en un artículo titulado "The Dawn of Disks: Unveiling the Turbulent Ionised Gas Kinematics of the Galaxy Population at z ~ 4–6 with JWST/NIRCam Grism Spectroscopy".