Muchos candidatos a galaxias con z > 12 observados por JWST podrían ser galaxias con z < 7 rodeadas de mucho polvo

Por Francisco R. Villatoro, el 4 agosto, 2022. Categoría(s): Astrofísica • Ciencia • Noticias • Science ✎ 3

La confirmación de los candidatos a galaxias con z > 15 observadas por el telescopio espacial James Webb es prioritaria. La galaxia CEERS-DSFG-1 no se observa en los filtros F115W, F150W y F200W  del JWST, con lo que se estima que su desplazamiento al rojo fotométrico es z ∼ 18. Sin embargo, su observación usando NOEMA (IRAM) a 1.1 mm y SCUBA-2 (JCMT) a 0.85 mm muestra indicios claros de que es una galaxia con z ≈ 5 con mucho polvo porque está en plena formación estelar (DSFG, por Dusty Star-Forming Galaxy). Todavía no se puede hablar de evidencia, pues no se dispone de un espectro de alta resolución que confirme que es una DSFG. Pero todo apunta a que muchos candidatos a galaxias con z > 15 podrían ser galaxias con z ∼ 4−6 con mucho polvo; dicho polvo produce un corte en el infrarrojo similar al corte de Lyman. Por ello debemos ser muy cautos con los medios que divulgan el descubrimiento fotométrico de galaxias lejanas con JWST sin aclarar que solo son candidatos a galaxias lejanas que deben ser confirmadas por métodos espectrométricos.

Las dos nuevas observaciones se han obtenido con los radiotelescopios milimétricos NOEMA (NOrthern Extended Millimeter Array) del IRAM (Institut de Radioastronomie Millimétrique), instalado en Los Alpes franceses, a una longitud de onda de 1.1 mm = 1100 μm, y con los bolómetros submilimétricos SCUBA-2 (Submillimetre Common-User Bolometer Array 2) instalados en el JCMT (James Clerk Maxwell Telescope), en Maunakea, Hawaii, que opera a 450 y 850 μm. Por cierto, no se ha observado la emisión de CEERS-DSFG-1 en SCUBA-2 a 450 μm, como tampoco se ha observado con Spitzer a 8 y 24 μm, ni con Herschel entre 100−500 µm. Se han planificado futuras observaciones con otros instrumentos (a la espera de un posible espectro del JWST) para lograr información adicional que apoye la conclusión de que CEERS-DSFG-1 es una DSFG. Habrá que estar al tanto, aunque no creo que tarden mucho en ser publicados (en la era del JWST parece que todo el mundo trabaja a toda prisa).

Debo destacar otra vez que el nuevo artículo publicado en arXiv sobre CEERS-DSFG-1 no es concluyente sobre su naturaleza como DSFG. Aún así, nos pone la mosca en la oreja sobre otros candidatos a galaxias con z > 15 en las primeras imágenes del Webb. El artículo es Jorge A. Zavala, Veronique Buat, …, Stijn Wuyts, «A dusty starburst masquerading as an ultra-high redshift galaxy in JWST CEERS observations,» submitted to The Astrophysical Journal, arXiv:2208.01816 [astro-ph.GA] (03 Aug 2022), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2208.01816.

Esta figura compara las observaciones del JWST, los cuatro puntos grises a 2.77, 3.56, 4.10, y 4.44 μm (en la parte inferior izquierda de la figura) con las dos observaciones de NOEMA a 1100 μm y de SCUBA-2 a 850 μm (los puntos grises en la parte superior derecha de la figura). Para interpretar estas observaciones se ha superpuesto en la figura el espectro teórico estimado por CIGALE (curva verde claro), que apunta a un desplazamiento al rojo fotométrico de zphot = 4.6 ± 0.4, una estimación alternativa de CIGALE (curva verde oscuro) para z = 5.4 ± 0.4, y una estimación de PROSPECTOR (curva azul) que apunta a zphot = 5.4 ± 0.7. También se han superpuesto los espectros teóricos estimados por EAZY para zphot = 18.2 ± 1.2 (curva roja), y por CIGALE para zphot = 17.3 ± 0.6 (curva rojo oscuro). Claramente se observa que los espectros teóricos para z > 17 no ajustan bien las dos observaciones de NOEMA y SCUBA-2, que son bien ajustados por los espectros para z ~ 5. Esto no es suficiente para confirmar que la galaxia CEERS-DSFG-1 es una DSFG, pero apuntan a que no es una galaxia con z > 17. Solo un espectro detallado podrá resolver esta cuestión de forma definitiva.



3 Comentarios

    1. Víctor, usar estimaciones de las masas de los candidatos a galaxias con z > 9 en las imágenes del JWST, cuando aún no sabemos ni siquiera si son galaxias con z > 7, para hablar de discrepancias con el LCDM no tiene ningún sentido. Por otro lado, como se dice siempre, esperar que el LCDM que describe el universo a gran escala describa la formación de las galaxias es como pretender que la sociología describa el comportamiento de las mitocondrias. Lo que hay que cambiar son los modelos de formación galáctica, no el LCDM.

      1. Pero la cosmología lcdm y el modelo de formación de galaxias no son variables independientes, vamos, que no cualquier modelo de formación de galaxias que queramos imaginar para acomodar los datos observacionales del J Webb ajustará del todo bien con la parametrización de consenso de lcdm. Y si cambiamos esta cosmología de consenso, el edificio se romperá seguro por otro lado. Precisamente la memoria que cita Víctor lo que pone de manifiesto es que el modelo de formación de galaxias que mejor ajusta en estos momentos la cosmología de consenso lcdm y los datos observacionales pre-J Webb sería insuficiente para explicar los nuevos datos que nos van llegando de J Webb, aunque por supuesto estos últimos hay que tomarlos con las debidas reservas como indicas hasta que se puedan consolidar con buena certeza. Sin duda vivimos un momento de alta expectación en el campo de la astrofísica y la cosmología.

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