Los investigadores han encontrado seis galaxias gigantes en el universo primitivo. Y eso desafía las ideas actuales sobre el origen de las galaxias y nuestra comprensión del universo.
Los astrónomos han descubierto lo que parecía imposible. Utilizando el potente telescopio James Webb, han observado galaxias enormes en los primeros tiempos. Y eso es una locura. De hecho, las galaxias son tan masivas en una época tan temprana del universo que no deberían existir según las teorías cosmológicas actuales. “Nunca habíamos observado galaxias de este tamaño colosal tan pronto después del Big Bang”, afirma el investigador principal, Ivo Labbé.
El telescopio James Webb
Lanzado en diciembre de 2021, James Webb es el telescopio más potente jamás enviado al espacio. El telescopio está equipado con instrumentos sensibles al infrarrojo capaces de detectar la luz emitida por las estrellas y galaxias más antiguas. Desde que el telescopio comenzó a funcionar en julio de 2022, ya ha proporcionado algunas imágenes impresionantes. En el estudio actual, los investigadores reexaminaron algunas de las primeras imágenes producidas por James Webb. La investigadora Erica Nelson estaba observando parte de una imagen del tamaño de un sello de correos cuando notó algo extraño: un par de llamativos “puntos” brillantes. “Eran muy rojos y brillantes”, recuerda Nelson. “No esperábamos ver esto”.
¿Qué es el desplazamiento al rojo?
Cuando un objeto se aleja mucho de nosotros, el espectro de la luz emitida (u otra radiación electromagnética) se desplaza hacia el “rojo”, o hacia las longitudes de onda más largas, cuando se recibe. Esto se denomina desplazamiento al rojo. Por tanto, observando el color de la luz, los investigadores pueden estimar a qué velocidad se aleja el objeto de nosotros y a qué velocidad se expande el universo. ¿Los objetos solo se mueven hacia la Tierra? Entonces la luz se desplaza hacia las longitudes de onda cortas y el objeto parece más azul. Es lo que se denomina desplazamiento hacia el azul.
Los investigadores observaron más de cerca los puntos. Y descubrieron que las galaxias recién descubiertas no solo son muy antiguas, sino también enormes, formadas por decenas o cientos de miles de millones de estrellas del tamaño del Sol, similares a nuestra Vía Láctea.
Cientos de nuevas estrellas cada año
En concreto, seis galaxias existían entre 500 y 700 millones de años después del Big Bang, es decir, hace unos 13 000 millones de años. Los investigadores esperaban encontrar solo galaxias jóvenes y pequeñas. Pero, en lugar de eso, encontraron galaxias tan maduras como la nuestra. Y eso en “el amanecer” del universo. “Es realmente muy extraño”, dice Nelson. “No esperábamos que el jovencísimo universo pudiera organizarse tan rápidamente. Estas galaxias casi no han tenido tiempo de formarse. Nuestra Vía Láctea forma entre una y dos estrellas nuevas cada año. Pero algunas de las galaxias recién descubiertas deberían haber parido cientos de estrellas nuevas cada año a lo largo de la historia del universo.”
Desafía nuestra comprensión del universo
El descubrimiento pone patas arriba lo que creíamos saber sobre la formación de las galaxias y el universo primitivo. De hecho, se sospechaba que las galaxias comienzan como pequeñas “nubes” que van creciendo gradualmente con el tiempo. Pero el nuevo descubrimiento desafía nuestra comprensión del universo. Para explicar tal cantidad de masa, o bien habría que modificar nuestros modelos actuales de cosmología, o bien habría que revisar la comprensión científica de la formación de galaxias en el universo primitivo. Ambos escenarios requieren un cambio fundamental en nuestra comprensión del universo.
Fotos de las seis galaxias candidatas gigantes y diminutas. La galaxia fotografiada abajo a la izquierda puede contener tantas estrellas como nuestra Vía Láctea, pero al mismo tiempo es 30 veces más compacta. Imagen: NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne University of Technology). Tratamiento de imágenes: G. Brammer (Centro Cosmic Dawn del Instituto Niels Bohr, Universidad de Copenhague).
Actualmente, se están realizando mediciones de seguimiento, en parte para confirmar que los puntos observados son realmente galaxias y en parte para descartar explicaciones alternativas. Aunque los datos sugieren que probablemente sean galaxias, circulan más teorías.
Agujeros negros supermasivos
Una alternativa, igualmente fascinante, es que algunos de los objetos pertenezcan a una nueva clase de agujeros negros supermasivos emergentes, que nunca antes se habían visto. “En cualquier caso, la cantidad de masa que hemos descubierto significa que la masa total de estrellas durante los albores del universo es unas 100 veces mayor de lo que pensábamos”, afirma el investigador Joel Leja. “Así que, aunque reduzcamos la muestra a la mitad, sigue siendo un hallazgo asombroso”.
Espectro de galaxias masivas
Una forma de comprobar los hallazgos es tomar una imagen del espectro de las galaxias masivas. Esto proporcionará datos sobre las distancias reales y también revelará los gases y otros elementos que componen las galaxias. El equipo podrá utilizar esta información para hacerse una idea más clara del aspecto de las galaxias y de su masa real. “Un espectro nos dirá mucho”, subraya Leja. “Nos mostrará el tamaño y la distancia reales de las galaxias”.
En definitiva, James Webb está demostrando una vez más su valía, cuya alta resolución le permite ver objetos demasiado viejos, demasiado lejanos o demasiado tenues para otros telescopios. “El telescopio espacial es una revolución en astronomía, ya que nos permite mirar muy atrás en el tiempo”, afirma Labbé. “El nuevo descubrimiento puede ser el comienzo de una transformación en la forma de entender el mundo que nos rodea”.