1. Primera luz y amanecer cósmico:JWST observará las primeras galaxias y estrellas que surgieron después del Big Bang. Al detectar su tenue luz, JWST puede sondear el "amanecer" cósmico cuando las primeras fuentes de luz comenzaron a iluminar el universo. Estas observaciones pueden proporcionar información valiosa sobre las condiciones y mecanismos que llevaron a la reionización del hidrógeno.
2. Líneas de emisión desplazadas al rojo:A medida que las primeras galaxias se formaron y comenzaron a emitir radiación ultravioleta, ionizaron gradualmente el gas neutro de hidrógeno circundante. Este proceso se conoce como reionización. Las capacidades infrarrojas del JWST le permiten detectar líneas de emisión desplazadas al rojo, particularmente la línea Lyman-alfa (Ly-alfa) de hidrógeno, que puede revelar la presencia de gas hidrógeno ionizado. Al estudiar la distribución espacial y la intensidad de la emisión Ly-alfa, los científicos pueden trazar el progreso de la reionización a lo largo del tiempo cósmico.
3. Evolución y retroalimentación de las galaxias:JWST puede estudiar las propiedades de las galaxias durante la época de reionización. Puede proporcionar información sobre las poblaciones estelares, las tasas de formación de estrellas y la evolución de la morfología de las galaxias. Al rastrear el crecimiento y la evolución de las galaxias, los científicos pueden obtener información sobre los procesos que impulsaron la reionización, como el papel de las supernovas y la retroalimentación de los núcleos galácticos activos (AGN).
4. Sondeo del medio intergaláctico:la alta sensibilidad y resolución espacial del JWST le permitirán sondear el medio intergaláctico (IGM) y el gas difuso entre galaxias. Al detectar la absorción de radiación ultravioleta por el hidrógeno neutro en el IGM, conocido como bosque de Lyman-alfa, JWST puede medir la fracción neutra de hidrógeno en diferentes corrimientos al rojo. Esta información ayuda a limitar los modelos de reionización y la evolución del IGM.
5. Cuásares de alto corrimiento al rojo:Los cuásares son galaxias distantes extremadamente luminosas impulsadas por agujeros negros supermasivos. JWST puede detectar cuásares con desplazamientos al rojo más altos que los observados anteriormente. Al estudiar las propiedades de estos quásares y el medio intergaláctico circundante, los científicos pueden inferir el estado de reionización durante las primeras etapas del universo.
A través de estas observaciones y estudios, se espera que el Telescopio James Webb proporcione datos e ideas cruciales que ampliarán nuestra comprensión de la reionización cósmica y la transición de un universo oscuro y neutral al universo luminoso e ionizado que observamos hoy.
