El letrero de neón cósmico: el gas brilla más que las estrellas ⚡ экспресс
En el marco del sondeo JWST CAPERS se detectó una galaxia con corrimiento al rojo z=5.124, que presenta un prominente quiebre en el continuo ultravioleta y el salto de Balmer. La modelización del espectro completo del prisma JWST/NIRSpec desde el UV hasta el óptico mostró que la emisión continua nebular dominante (más del 95%) reproduce exactamente la forma observada. Un modelo alternativo con una fuerte absorción Lyman-alfa amortiguada no puede describir la forma del quiebre sin una libertad significativa en el corrimiento al rojo del absorbente. La región emisora se caracteriza por una alta temperatura (T = (5.3±0.2)×10^4 K) y densidad (n_e = (5.4±0.8)×10^3 cm^{-3}). También se detectó un satélite con espectro 'azul' a una distancia de 3 kpc, en el que se ven líneas de hidrógeno y helio, pero no hay metales. Se supone que el satélite está formado por restos de estrellas de población III y quizás sirve como fuente de energía para la emisión nebular de la galaxia principal. Los resultados apuntan a una población potencialmente significativa de estrellas supermasivas y estrellas de población III, que generan un exceso de brillo UV en las galaxias durante el amanecer cósmico.
El letrero de neón cósmico se encendió en una galaxia increíblemente lejana: casi toda su luz proviene del gas incandescente, y las estrellas se pierden en ese resplandor. «James Webb» registró que el gas —una mezcla de hidrógeno y helio— está tan caliente que brilla por sí mismo.
El secreto de tal brillo son las primeras estrellas del universo. Cerca se detectó una tenue galaxia satélite sin rastros de elementos pesados: probablemente sea un cúmulo de restos de estrellas que nacieron justo después del Big Bang. Estos gigantes, cientos de veces más masivos que el Sol, se apagaron hace mucho, pero su energía, como una corriente invisible, calienta el gas y lo hace brillar. Johann Balmer ya en el siglo XIX describió un salto especial en el resplandor del hidrógeno; hoy sirve como termómetro para galaxias lejanas.
Sin el «James Webb» este descubrimiento habría sido imposible. Él se asoma a la época en que se formaban las primeras galaxias, y ayuda a entender cómo la expansión del universo, descubierta por Edwin Hubble, alteró la luz.
🎯 El salto de Balmer funciona como un termómetro cósmico: por su magnitud, los astrónomos determinan la temperatura del gas con una precisión de unos pocos miles de grados.