El telescopio espacial James Webb observa galaxias en el universo temprano, con redshift mayor que 4, que muestran una amplia gama de luminosidades y colores. Esta diversidad podría explicarse si las galaxias forman estrellas en episodios intensos y breves, con fluctuaciones rápidas en su tasa de formación. Sin embargo, medir la duración e intensidad de estos episodios en galaxias individuales es difícil debido a limitaciones técnicas y a que diferentes modelos pueden producir datos similares.


Un nuevo marco estadístico modela poblaciones de galaxias

Para superar estas dificultades, se presenta un método de inferencia a nivel poblacional. Este marco modela directamente grupos de galaxias y sus características espectrales, desde el ultravioleta al óptico, que son sensibles a la historia de formación estelar. Utiliza un modelo estocástico basado en la densidad espectral de potencia, que abarca escalas de tiempo desde un millón hasta diez mil millones de años. Con muestras simuladas de 500 galaxias a redshift 4 y con la precisión esperada del instrumento NIRSpec del JWST, el método demuestra su eficacia.

El método distingue entre modelos de formación galáctica

Los resultados indican que este marco puede medir la potencia de las fluctuaciones en la formación estelar con suficiente precisión para distinguir, con más del 99% de confianza, entre diferentes simulaciones como FIRE-2 e Illustris en escalas de tiempo menores a 100 millones de años. Es crucial modelar al mismo tiempo las fluctuaciones estocásticas y la tendencia general reciente de la historia de formación estelar, porque una tendencia secular por sí sola puede imitar la señal de un episodio intenso en los diagnósticos comunes.

Parece que el universo joven no quería que le leyéramos el diario fácilmente, así que escondió sus brotes de formación estelar detrás de un velo de degeneraciones y límites de sensibilidad, un rompecabezas cósmico que ahora empezamos a desentrañar.