Mauro Stefanon, investigador CIDEGENT del Departament d'Astronomia de la Universitat de València, acaba de ser dotat amb una ajuda Consolidator Grant (ERC) destinada a desenvolupar un ambiciós projecte que permetrà fer un salt significatiu en la comprensió de la formació primerenca de les galàxies. El seu treball, realitzat amb l'ajuda del telescopi James Webb, proporcionarà informació nova sobre les galàxies massives en els primers mil milions d'anys després del Big bang.
Al nostre al voltant, en l'anomenat Univers Local, és possible observar galàxies fins a cent vegades més grans que la Via Làctia. Estan constituïdes per bilions d'estreles i la ciència es pregunta sobre el seu origen, sobre la seua formació. Fins fa ben poc, determinades limitacions instrumentals impedien reconstruir amb solidesa les propietats físiques i la història de les galàxies llunyanes, és a dir, aquelles que s'observen tal com eren en els primers mil milions d'anys després del Big bang quan l'Univers era molt jove. Però en 2021 el llançament del telescopi espacial James Webb (JWST) –d'exquisida sensibilitat i enorme resolució espacial– va desencadenar una vertadera revolució en proporcionar les primeres dades sobre galàxies molt massives observades en els primers 400/500 milions d'anys de la història de l'Univers. Són, amb bastant probabilitat, les progenitores d'aquestes galàxies gegants existents en l'univers pròxim. L'evidència és tan gran que ni les previsions més optimistes dels models teòrics justifiquen clarament la seua abundància. Entendre com van poder formar-se constitueix un dels reptes més importants de l'astrofísica.
Mauro Stefanon, investigador CIDEGENT en el Departament d'Astronomia i Astrofísica de la Universitat de València, acaba de ser dotat amb una ajuda Consolidator Grant per valor de quasi dos milions d'euros per a continuar treballant en aquest camp durant els pròxims cinc anys. La beca anirà destinada a millorar la comprensió de la formació primerenca de galàxies, i en concret de les galàxies més massives, a partir de noves dades del telescopi James Webb. La seua observació directa genera expectatives entre la comunitat científica, ja que, sovint, els objectes més estranys posseeixen el potencial de generar avanços transformadors per a la comprensió de la Naturalesa.
SFEER (Star Formation Efficiency in the Epoch of Reionization) -com es denomina el projecte finançat per l’European Research Council (ERC)- sondejarà la formació de galàxies des dels punts més primerencs del temps còsmic; caracteritzarà les seues edats, les seues masses estel·lars i el seu contingut en elements químics –és a dir, la seua metal·licitat–, així com la cinemàtica del gas interestel·lar; i analitzarà la relació d'aquests sistemes estel·lars amb els halos de matèria fosca que els alberguen.
“Es tracta de les primeres dades espectroscòpiques de camp integrat que s'obtenen amb el James Webb per a aquesta mena d'objectes. Són dades que permeten estudiar com canvien les propietats espectrals al llarg de cada galàxia. Això ens ajudarà a localitzar les regions amb més contingut en gas, que és el carburant de la formació estel·lar, i ens permetrà distingir entre regions amb poblacions d'estreles massives joves i regions amb poblacions d'estreles que es van formar molt de temps arrere”, comenta Mauro Stefanon.
De fet, un equip internacional amb participació de la Universitat de València va identificar recentment, gràcies a aquesta valuosa eina que és el James Webb, una població de galàxies massives candidates a formar part de l'univers primerenc. El treball, publicat en Nature a principis de 2023 i co-signat pel propi Stefanon, dóna mostra de l'enorme potencial d'aquest observatori espacial.
A la recerca de l'origen de l'Època de reionització
SFEER té previst, a més, avançar en la identificació de les regions d'alta energia durant el procés posterior a la formació de les primeres galàxies després del Big bang. “Aquestes podrien haver sigut el motor de la reionització de l'hidrogen intergalàctic que va donar pas a l'Època de reionització, l'última gran transició de fase del cosmos” comenta el científic de la Universitat de València.
Se sap que, llavors, l'Univers estava compost majorment d'hidrogen i heli neutre, però que al cap de mil milions d'anys l'hidrogen intergalàctic ja estava ionitzat donant com a resultat un univers més transparent a la llum ultraviolada. “Caracteritzar aquestes regions és important, ja que se sospita que les estreles més joves en les galàxies més massives podrien haver creat esferes gegants d'hidrogen ionitzat als voltants de les galàxies hostes, contribuint significativament a eixa important transició en l'Univers”, conclou Mauro Stefanon.
L'execució del projecte SFEER durant les fases inicials de la vida científica del telescopi James Webbs maximitzarà els resultats de recerca tant del propi programa SFEER com de la missió del mateix JWST, i impulsarà les investigacions amb el recentment llançat Euclid –telescopi espacial a gran camp–, de l'Agència Espacial Europea, i el futur Nancy Grace Roman Space Telescope de la NASA. L'observatori James Webb és el resultat de la col·laboració entre les agències espacials dels EUA (NASA), Europa (ESA) i el Canadà (CSA).
