Nuevos resultados del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA sugieren que la formación de las primeras estrellas y galaxias en el Universo temprano tuvo lugar antes de lo que se pensaba anteriormente. Un equipo europeo de astrónomos no ha encontrado evidencia de la primera generación de estrellas, conocida comoEstrellas de la Población III, desde cuando el Universo tenía solo 500 millones de años.
La exploración de las primeras galaxias sigue siendo un desafío importante en la astronomía moderna. No sabemos cuándo o cómo se formaron las primeras estrellas y galaxias en el Universo. Estas preguntas pueden abordarse con el Telescopio Espacial Hubble a través de observaciones de imágenes profundas. Hubblepermite a los astrónomos ver el Universo dentro de 500 millones de años del Big Bang.
Un equipo de investigadores europeos, dirigido por Rachana Bhatawdekar de la Agencia Espacial Europea, se propuso estudiar la primera generación de estrellas en el Universo temprano. Conocidas como estrellas de la Población III [1], estas estrellas fueron forjadas a partir del material primordial quesurgió del Big Bang. Las estrellas de la Población III debieron estar hechas únicamente de hidrógeno, helio y litio, los únicos elementos que existían antes de que los procesos en los núcleos de estas estrellas pudieran crear elementos más pesados, como oxígeno, nitrógeno, carbono y hierro.
Bhatawdekar y su equipo investigaron el Universo temprano de aproximadamente 500 millones a mil millones de años después del Big Bang al estudiar el cúmulo MACSJ0416 y su campo paralelo con el Telescopio Espacial Hubble con datos de apoyo del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA y la base terrestreVery Large Telescope of the European Southern Observatory. "No encontramos evidencia de estas estrellas de Población III de primera generación en este intervalo de tiempo cósmico", dijo Bhatawdekar sobre los nuevos resultados.
El resultado se logró utilizando la cámara de campo amplio 3 del telescopio espacial Hubble y la cámara avanzada para encuestas [2], como parte del programa Campos de frontera del Hubble. Este programa que observó seis cúmulos de galaxias distantes de 2012 a 2017 produjo el más profundoobservaciones hechas alguna vez de cúmulos de galaxias y las galaxias ubicadas detrás de ellas que fueron magnificadas por el efecto de lente gravitacional, revelando galaxias de 10 a 100 veces más débiles que las observadas anteriormente. Las masas de cúmulos de galaxias en primer plano son lo suficientemente grandes como para doblar y magnificar la luz delos objetos más distantes detrás de ellos. Esto le permite al Hubble usar estas lupas cósmicas para estudiar objetos que están más allá de sus capacidades operativas nominales.
Bhatawdekar y su equipo desarrollaron una nueva técnica que elimina la luz de las galaxias brillantes en primer plano que constituyen estas lentes gravitacionales. Esto les permitió descubrir galaxias con masas más bajas que nunca antes observadas con Hubble, a una distancia correspondiente a cuando el Universo estabamenos de mil millones de años. En este momento en el tiempo cósmico, la falta de evidencia de poblaciones estelares exóticas y la identificación de muchas galaxias de baja masa respalda la sugerencia de que estas galaxias son los candidatos más probables para la reionización del Universo.El período de reionización en el Universo temprano es cuando el medio intergaláctico neutral fue ionizado por las primeras estrellas y galaxias.
"Estos resultados tienen profundas consecuencias astrofísicas ya que muestran que las galaxias deben haberse formado mucho antes de lo que pensábamos", dijo Bhatawdekar. "Esto también respalda firmemente la idea de que las galaxias débiles / de baja masa en el Universo temprano son responsables de la reionización."
Estos resultados [3] también sugieren que la formación más temprana de estrellas y galaxias ocurrió mucho antes de lo que se puede probar con el Telescopio Espacial Hubble. Esto deja un área emocionante de investigación adicional para el próximo Telescopio Espacial James Webb de la NASA / ESA / CSA- para estudiar las primeras galaxias del Universo.
Notas
[1] El nombre de Población III surgió porque los astrónomos ya habían clasificado las estrellas de la Vía Láctea como Población I estrellas como el Sol, que son ricas en elementos más pesados y Población II estrellas más antiguas con un bajo contenido de elementos pesados, encontrado en el bulto y halo de la Vía Láctea, y en cúmulos de estrellas globulares.
[2] Debido a la expansión del Universo, la luz de las galaxias distantes se desplaza de las longitudes de onda ultravioleta y óptica a la parte infrarroja del espectro electromagnético. La cámara 3 de campo ancho del Hubble está bien equipada para sondear esta parte del espectroAdemás, la cámara avanzada para encuestas del telescopio está optimizada para observaciones visibles / de luz.
[3] Estos resultados se basan en un documento anterior de 2019 http://arxiv.org/abs/1807.07580 por Bhatawdekar et al ., Y un documento que aparecerá en un próximo número de Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society MNRAS. Estos resultados también se presentan en una conferencia de prensa durante la 236ª reunión de la American Astronomical Society.
más información
El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.
El equipo europeo de astrónomos en este estudio está formado por R. Bhatawdekar y CJ Conselice.
Crédito de la imagen: ESA / Hubble, M. Kornmesser.
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Contactos
Dr. Rachana Bhatawdekar Agencia Espacial Europea / ESTEC Noordwijk, Países Bajos Correo electrónico: [email protected]
Bethany Downer ESA / Hubble, Oficial de Información Pública Garching, Alemania Correo electrónico: [email protected]
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro de información ESA / Hubble . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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