El nuevo descubrimiento del James Webb cambiará lo que conocemos del universo
El telescopio espacial ha encontrado galaxias tan antiguas y brillantes que los astrónomos y cosmólogos podrían tener que replantear sus teorías.
El telescopio espacial James Webb sigue empujando los límites de nuestro conocimiento. El último 17 de noviembre se confirmó que este observatorio en órbita captó a dos de las galaxias más antiguas jamás vistas. Este descubrimiento tiene a los científicos cautivados —y un poco confundidos— debido a que la existencia de dichas estructuras cósmicas podría cambiar los modelos ya establecidos sobre la evolución del universo.
Según el artículo que reporta el hallazgo, publicado en la revista Astrophysical Journal Letters, determinó que las imágenes tomadas de ambas galaxias corresponden a 450 millones y 350 millones de años después del Big Bang, el estallido señalado como el origen del universo, hace 13.800 millones de años.
Hasta allí, todo bien, son muy antiguas. Pero algo no cuadra: a diferencia de otras galaxias halladas en el universo primitivo, estas son demasiado brillantes.
De las dos galaxias halladas por el James Webb, z12 es la más lejana y antigua. Foto: NASA / ESA
En una teleconferencia de prensa de la NASA, los autores del estudio indicaron que ese brillo extremo apunta a dos posibilidades extraordinarias.
El final de la edad oscura
Una de las posibles explicaciones es que ambas galaxias son muy masivas, repletas de estrellas como las galaxias actuales. Sin embargo, para ello tuvieron que empezar a formarse apenas 100 millones de años después del Big Bang.
Eso es un problema muy grande, ya que la cosmología establece que la edad oscura del universo, la época en que solo había gas disuelto sin posibilidad de formar estrellas ni reflejar luz, duró hasta 200 millones de años después del origen del cosmos.
La edad oscura comenzó 370.000 años tras el Big Bang y duró unos 200 millones de años. Imagen: C.-A. Faucher-Giguere et al. / Science
Por tanto, la formación de galaxias en una época tan remota obliga a los cosmólogos retrasar la fecha del final de la edad oscura y, por ende, repensar la evolución del universo.
En concreto, según esta hipótesis, las primeras luces estelares aparecieron 100 millones antes de lo que se creía.
Las madres de todas las estrellas
La otra posibilidad es que estas galaxias estén formadas por astros nunca antes vistos: las estrellas de Población III.
Hasta ahora, las estrellas observadas se dividen a grandes rasgos en ricas en metales (Población I) y pobres en metales (Población II). Sin embargo, los astrónomos teorizan que la primera generación de estrellas surgió cuando el universo estaba desprovisto de elementos pesados. Por ello, algunos propusieron la existencia de una Población III.
Esas estrellas estarían compuestas casi completamente por helio e hidrógeno. Asimismo, se estima que deberían alcanzar una temperatura extremadamente alta y, por ende, una luminosidad notable.
Ilustración de las primeras estrellas del universo (Población III). Imagen: Kavli Foundation
En ese sentido, las galaxias formadas por estrellas de Población III no tendrían que ser tan masivas para justificar el brillo observado por el James Webb, por lo que podrían haberse formado más tarde.
La búsqueda apenas comienza
El hallazgo de estas y otras galaxias antiguas —y muy lejanas— se logró a partir de datos recopilados en los primeros días de funcionamiento del telescopio espacial.
Además de lo rápido que el Webb captó las galaxias más antiguas, los astrónomos destacan que lo haya conseguido explorando solo un sector muy pequeño del cielo.
“Es un poco sorprendente que haya tantas que se formaron tan temprano”, dijo el astrofísico Jeyhan Kartaltepe del Instituto de Tecnología de Rochester.
“Estamos viendo galaxias tan brillantes y luminosas en este momento temprano, que realmente no estamos seguros de lo que está sucediendo aquí”, agregó Garth Illingworth, de la Universidad de California en Santa Cruz.
Para identificar qué hipótesis es la correcta para el reciente hallazgo, los astrónomos esperan utilizar los espectrógrafos del James Webb, que analizan la luz y así permiten determinar con precisión la distancia de las galaxias y su composición.
