La revista científica Nature publicó un paquete de imágenes, tomadas por el telescopio espacial James Webb, que asombró a la ciencia, pues se trata de uno de los estudios astronómicos más grandes y profundos del cielo nocturno realizado por la humanidad. (Lea: James Webb retrata a Saturno como nunca antes se había visto)
El análisis del telescopio de la NASA ha identificado algunas de las galaxias más antiguas jamás vistas, dentro de los primeros 650 millones de años después del nacimiento del universo en el Big Bang. Y los hallazgos han deslumbrado a los astrónomos, revelando que las estrellas y las galaxias se estaban formando y evolucionando mucho antes de lo que nadie sospechaba.
El proyecto, conocido como JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), observó varios parches del cielo, incluido uno en la constelación de Fornax, que se hizo famoso en 2004 después de que el telescopio espacial Hubble lo observara durante 11 días, revelando miles de galaxias.
“La luz de las estrellas de estos objetos ha viajado distancias tan grandes que se ven como no mucho después de que ocurriera el Big Bang, hace 13.800 millones de años. Los astrónomos miden la distancia utilizando un factor conocido como corrimiento al rojo: cuanto mayor es el corrimiento al rojo, más distante está el objeto”, explicó Alexandra Witze, periodista de Nature.
Antes de que se lanzara el Webb el 25 de diciembre de 2021, solo se habían detectado unas pocas docenas de galaxias con corrimientos al rojo superiores a 8. JADES ha identificado la enorme cantidad de 717 galaxias que probablemente se encuentran en este rango. Los astrónomos están emocionados porque el análisis de estas galaxias puede enseñarnos sobre los primeros días del universo.
La más distante
Esta mancha roja borrosa puede no parecer gran cosa, pero es el actual poseedor del récord del objeto más distante conocido en el universo. El James Webb descubrió la galaxia, conocida como JADES-GS-z13-0, a fines del año pasado y luego confirmó, a través de estudios detallados de su luz estelar, que se encuentra en un corrimiento al rojo de 13.2. Eso significa que se ve como era solo 320 millones de años después del Big Bang.
“La galaxia es físicamente pequeña, solo unos pocos cientos de años luz de diámetro, pero está bombeando nuevas estrellas a un ritmo comparable al de la Vía Láctea actual”, precisó Brant Robertson, astrónomo de la Universidad de California, Santa Cruz, citado por Nature.
“Eso es notable porque los científicos habían pensado que las primeras galaxias que se formarían en el universo se juntarían lentamente a medida que las estrellas se encendieran y se fusionaran. JADES-GS-z13-0 y otros objetos similares muestran que las primeras galaxias fueron semilleros de formación estelar”, expuso Witse.
El hueso de perro que brilla intensamente
Según Nature, los investigadores creen que este objeto con forma de hueso de perro tiene un corrimiento al rojo de 11,3, aunque esa distancia aún debe confirmarse. Suponiendo que lo sea, entonces parece que fue alrededor de 400 millones de años después del Big Bang.
El telescopio está encontrando más estructura temprana en el universo de lo que nadie esperaba: el hueso de perro parece ser dos galaxias más pequeñas en proceso de fusión. Entonces, 400 millones de años después del Big Bang, el cosmos ya había formado estrellas que se agruparon en galaxias, y dos de esas galaxias se habían unido.
Antes de que JWST comenzara a inspeccionar el cielo nocturno, los científicos no habían pensado que tanta acción galáctica fuera posible tan temprano en el universo. “No esperaba ver este tipo de objetos en absoluto en nuestros datos”, afirmó Hainline.
La que tiene (quizás) las primeras estrellas
Con un corrimiento al rojo de 10,6, esta galaxia es sorprendentemente brillante a solo 430 millones de años después del Big Bang. Visto por primera vez con Hubble, la galaxia, llamada GN-z11, aparece como una esfera brillante increíblemente compacta bajo la mirada del Webb . Ese brillo podría provenir de un agujero negro gigante en su centro, alrededor del cual el gas sobrecalentado y el polvo giran en espiral.
Otras observaciones del telescopio, acotó Witse, sugieren que esta galaxia contiene algunas de las primeras estrellas que se formaron en el universo. La evidencia, en forma de bolsas químicamente inusuales de gas helio primordial alrededor de los bordes de la galaxia, es provisional.
Pero las primeras estrellas habrían estado compuestas principalmente de hidrógeno y helio, con muy pocos otros elementos químicos. Eso es exactamente lo que el telescopio podría haber visto en GN-z11. Si es así, cumpliría el sueño de larga data de los astrónomos de detectar estas estrellas.
El grande grumoso
Esta galaxia bulbosa se encuentra en un corrimiento al rojo de 8, lo que la coloca alrededor de 300 millones de años después que el poseedor del récord. Sin embargo, dada la estructura grumosa que ha desarrollado, esos 300 millones de años deben haber estado llenos de acción.
Witse explicó que si los 13.800 millones de años de la historia del universo se comprimieran en una película de dos horas, los primeros cinco minutos, que configuran la trama de todo lo que sigue, mostrarían todas las galaxias tempranas que el Webb está encontrando. “Y esta enorme galaxia, que abarca unos 3,7 kiloparsecs (12.000 años luz), indica que el Universo fue dinámico desde el principio”, explicó Hainline.
El de adentro hacia afuera
Esta pequeña galaxia, vista como era 700 millones de años después del Big Bang, tiene más estrellas formándose en sus afueras que en su centro.
“Es la primera vez que podemos cuantificar el crecimiento de adentro hacia afuera en una etapa tan temprana del universo”, aseveró Sandro Tacchella, astrofísico de la Universidad de Cambridge, Reino Unido. Eso es sorprendente porque la teoría sugiere lo contrario: que las primeras galaxias deberían tener estrellas formándose más cerca de sus centros.
La rosa cósmica
Esta reunión similar a una flor de galaxias muy polvorientas y muy rojas llamó la atención del equipo de JADES casi de inmediato, obteniendo el apodo de la rosa cósmica.
“Tiene un lugar especial en el corazón del equipo”, dijo Stacey Alberts, astrónoma de la Universidad de Arizona en Tucson. “En cuanto a la ciencia, es una hermosa demostración del avance del James Webb en la comprensión de cuán rojo es el universo”.
Las galaxias de la rosa probablemente no estén físicamente relacionadas entre sí, porque se encuentran a distancias variables que abarcan corrimientos al rojo de 2,5 a 3,9. Pero esos valores los colocan en el corazón del ‘mediodía cósmico’, un período de alrededor de tres mil millones de años después del Big Bang, cuando las galaxias formaron estrellas tan rápida y furiosamente que produjeron la mayoría de las estrellas conocidas en el universo actual.