La revolución del JWST: análisis morfológico de galaxias en el Universo temprano

Abstract

Las barras estelares representan un observable clave relacionado con la evolución dinámicade las galaxias de disco a lo largo del tiempo cósmico, desde el redshift más bajo hasta el más alto. Sin embargo, los estudios morfológicos detallados más allá de z = 1 se han visto limitados por la resolución espacial de las observaciones disponibles. En este trabajo, describimos el primer estudio observacional de la población de barras más allá de la ́epoca del mediodía cósmico, que sólo fue posible gracias a la extraordinaria capacidad del instrumento NIRCam a bordo del telescopio espacial James Webb (JWST). En este trabajo, hemos obtenido la fracción de barras a 3 < z < 4 a partir de una inspección visual de una muestra de 110 galaxias en el campo cosmológico GOODS-S, utilizando el conjunto de datos públicos del JWST Advanced Deep Extragalactic Survey. Las bandas F200W y F444W de NIRCam se utilizaron en la clasificación morfológica mediante inspección visual independiente de diferentes colaboradores. Para aquellas fuentes clasificadas como fuertes candidatas a galaxias barradas, se empleó el método de ajuste de elipses para confirmar la presencia de barras. Además, obtuvimos los modelos 2D de Sérsic y los parámetros morfológicos no paramétricos de estas galaxias. Encontramos que cinco galaxias de disco podrían clasificarse como barradas, basándonos en su morfología a 4,4 μm. De estas galaxias, dos podrían clasificarse como galaxias barradas tanto en longitudes de onda cortas (F200W) como largas (F444W). Si se confirman mediante an ́alisis morfológicos adicionales y complementarios, las galaxias ID 155468 (Zspec = 3,19) e ID 210751 (Zspec = 3,42) podrían representar las galaxias barradas de mayor redshift observadas hasta la fecha.Stellar bars represent a key observable related to the dynamical evolution of disk galaxiesacross cosmic time, from low to the highest redshift. However, detailed morphological studiesbeyond z = 1 were mostly limited by the spatial resolution of available observations. In thiswork, we described the first observational study of the bar population beyond cosmic noon, which was possible only thanks to the extraordinary capability of the NIRCam instrument onboard the James Webb Space Telescope (JWST). We derived the bar fraction at 3 < z < 4 from a visual inspection of a sample of 110 galaxies in the GOODS-S cosmological field, using the public dataset from the JWST Advanced Deep Extragalactic Survey. Images in the NIRCam F200W and F444W bands were used in the morphological classification by independent visual inspection of different collaborators. For those sources classified as the best candidates to host a stellar bar, the ellipse fitting method was then employed to confirm the bar presence. Furthermore, we derived the two-dimensional S ́ersic models and the non-parametric morphological parameters of these galaxies. We found that five disk galaxies could be classified as barred, based on their morphology at 4.4 μm. Of these galaxies, two of them could be classified as barred galaxies both at short (F200W) and long wavelengths (F444W). If confirmed by further and complementary morphological analyses, the galaxies ID 155468 (Zspec = 3.19) and ID 210751 (Zspec = 3.42) could represent the highest-redshift barred galaxies observed to date.