Una galaxia en el fondo de la primera imagen de campo profundo del telescopio espacial James Webb está ayudando a los astrónomos a desentrañar la química del universo primitivo.
La semana pasada, el telescopio espacial James Webb (JWST) reveló sus primeras imágenes. Además de las impresionantes imágenes que ocuparon los titulares de todo el mundo, el equipo del JWST también compartió un gráfico que está acelerando el corazón de los astrónomos. La imagen muestra el espectro de luz de una galaxia roja poco llamativa en el fondo de la imagen de campo profundo del telescopio. Los picos y valles revelan los elementos ocultos en esta galaxia, que se remonta a los primeros años del Universo.
La luz de la galaxia SMACS 0723 se emitió hace 13 100 millones de años. Imagen: NASA, ESA, CSA y STScI.
El espectro fue creado con el instrumento NIRSpec del JWST. Este dispositivo utiliza pequeñas ventanas para aislar la luz de los objetos en la vista del telescopio. Esto le permite analizar mejor la luz. En este caso, solo se permitió el paso de la luz estelar de la antigua galaxia, para observar sus características químicas.
Oxígeno vital
Las primeras observaciones del JWST se mantuvieron tan en secreto que ni siquiera parte del propio equipo de NIRSpec conocía la existencia del espectro hasta su anuncio público el 12 de julio. Sin embargo, la importancia de la imagen quedó clara de inmediato. Andrew Bunker, miembro del equipo de NIRSpec de la Universidad de Oxford, calificó una característica concreta del espectro como "un verdadero paso adelante" tras la presentación.
Se trata de la llamada línea de emisión, la huella digital característica del gas oxígeno, con una longitud de onda de 436,3 nanómetros. El equipo de NIRSpec ya esperaba observar esta línea de emisión en galaxias extremadamente lejanas, dice Bunker. Sin embargo, esperaban tener que buscar en "docenas o cientos" de galaxias antes de encontrarlo. "No soñábamos con que apareciera en la primera imagen, que es esencialmente una imagen de relaciones públicas. Es realmente increíble".
La línea de oxígeno es importante porque los astrónomos la utilizan para calibrar las mediciones de las composiciones de las galaxias. Si puedes ver esta línea, puedes entender otras líneas en un espectro. Por ejemplo, puede averiguar qué otras sustancias químicas están presentes en la galaxia y en qué cantidades. Los astrónomos ya habían hecho esto para las galaxias cercanas, dice Bunker, pero no para las lejanas como esta.
Evolución de los elementos
Una vez que el JWST haya recogido más espectros de luz, los investigadores podrán determinar cómo han cambiado las proporciones de elementos más pesados que el helio en las galaxias a lo largo del tiempo. "Nos proporciona datos sobre esa evolución", afirma la astrofísica Emma Chapman, de la Universidad de Nottingham (Reino Unido). "Entonces se puede empezar a determinar la rapidez con la que murieron las primeras estrellas y contaminaron el gas [con su material] del que surgió la segunda generación de estrellas, como las que componen esta galaxia".
"Esta investigación tiene el potencial de contribuir en gran medida a nuestro conocimiento del Universo primitivo. Hay un vacío de mil millones de años en nuestra comprensión de la evolución de nuestro universo", dice Chapman. "Desde unos 380 000 años después del Big Bang hasta unos mil millones de años después, tenemos muy poca información. Ahora el JWST puede sumergirse en esa época".
Pronto, el telescopio investigará otras galaxias anteriores. Así, también captará más espectros. Bunker espera que el JWST observe pronto las galaxias más lejanas de la historia. "Estoy seguro de que eso ocurrirá, quizá no mañana, pero sí dentro de unos meses".