Desde que el Telescopio Espacial James Webb comenzó a operar hace dos años, los astrónomos lo han estado usando para adelantarse unos a otros millones de años en el pasado, hacia el momento que llaman el amanecer cósmico, cuando se formaron las primeras estrellas y galaxias.
El mes pasado, un equipo internacional haciendo investigación como parte del Estudio Avanzado de Galaxias Extragalácticas Profundas de JWST, o JADES, dijo que había identificado la galaxia más temprana y distante encontrada hasta ahora — una mancha de color en forma de plátano que mide 1,600 años luz de ancho. Ya estaba brillando con luz estelar intensa cuando el universo estaba en su relativa infancia, con solo 290 millones de años de edad, dijeron los astrónomos.
La nueva galaxia, conocida como JADES-GS-z14-0, es uno de una serie de descubrimientos del Webb, incluyendo galaxias tempranas y agujeros negros, que desafían los modelos convencionales de cómo se formaron las primeras estrellas y galaxias.
“Este descubrimiento demuestra que las galaxias luminosas ya estaban en su lugar 300 millones de años después del Big Bang y son más comunes de lo que se esperaba”, escribieron los investigadores en un artículo publicado en un archivo de física en línea.
“Los modelos de formación de galaxias tendrán que abordar la existencia de galaxias tan grandes y luminosas tan temprano en la historia cósmica”, dijeron los autores, liderados por Stefano Carniani, un profesor de la universidad Scuola Normale Superiore en Pisa, Italia.
La galaxia fue avistada por primera vez durante un estudio espacial profundo con la Cámara de Infrarrojo Cercano del Webb, uno de los instrumentos principales del telescopio. Dentro de una región del cielo del sur conocida como el Campo de Origen de Jades, que es aproximadamente un cuarto del tamaño de una luna llena, los científicos encontraron 11 galaxias que parecían datar de cuando el universo tenía menos de 400 millones de años — mucho más de lo que esperaban.
Estudios posteriores realizados por el Dr. Carniani y sus colegas con el espectrógrafo infrarrojo del telescopio revelaron que la longitud de onda de la luz de JADES-GS-z14-0 se había estirado más de 15 veces por la expansión del universo (un corrimiento al rojo de 14 para usar el argot astronómico), similar a cómo baja el tono de una sirena al alejarse a gran velocidad. Eso significa que la luz ha estado llegando hacia nosotros durante 13.5 mil millones de años, desde poco después de que el universo comenzara. (El universo tiene aproximadamente 13.8 mil millones de años, según cálculos cosmológicos.)
La luz de la galaxia está distribuida sobre una región difusa, lo que indica que el resplandor provenía de estrellas, no del estómago de un agujero negro. Su brillo correspondía a la producción de cientos de millones de soles, un número asombroso que se formó y ensambló en solo 290 millones de años.
La luz estelar también contenía firmas espectrales de oxígeno, que no existía cuando el universo nació. Eso significa que las estrellas en esa galaxia ya habían pasado por varios ciclos de nacimiento, muerte y renacimiento, que han enriquecido el universo con los elementos pesados que necesitamos para evolucionar y existir.
Cómo sucedió eso en tan poco tiempo es un misterio, un enigma en un cielo lleno de ellos. Algunos astrónomos han sugerido que los agujeros negros supermasivos — formados a partir del colapso de nubes de gas primordiales — podrían haber servido como semillas para las galaxias.
En una entrada de blog, el Dr. Carniani y Kevin Hainline de la Universidad de Arizona, otro miembro del equipo JADES, escribieron: “Es probable que los astrónomos encuentren muchas galaxias luminosas similares, posiblemente en tiempos aún más tempranos, en la próxima década con el Webb. ¡Estamos emocionados de ver la extraordinaria diversidad de galaxias que existieron en el Amanecer Cósmico!”