Seis galaxias masivas descubiertas en el universo primitivo están poniendo patas arriba lo que los científicos entendían hasta ahora sobre los orígenes de las galaxias en el universo.

Estos objetos son mucho más masivos de lo que nadie esperaba, afirma Joel Leja, profesor adjunto de astronomía y astrofísica en la Universidad de Pensilvania, que modelizó la luz de estas galaxias. Sólo esperábamos encontrar galaxias diminutas, jóvenes, bebés en este momento, pero hemos descubierto galaxias tan maduras como la nuestra en lo que antes se entendía como los albores del universo.

Utilizando el primer conjunto de datos publicado por el telescopio espacial James Webb de la NASA, el equipo internacional de científicos descubrió objetos tan maduros como la Vía Láctea cuando el universo tenía sólo el 3% de su edad actual, unos 500–700 millones de años después del Big Bang. El telescopio está equipado con instrumentos de detección infrarroja capaces de detectar la luz emitida por las estrellas y galaxias más antiguas. Básicamente, el telescopio permite a los científicos retroceder en el tiempo unos 13.500 millones de años, cerca del principio del universo tal y como lo conocemos, explicó Leja.

Es la primera vez que nos retrotraemos tanto en el tiempo, por lo que es importante que mantengamos la mente abierta sobre lo que estamos viendo, afirmó Leja. Aunque los datos indican que probablemente se trate de galaxias, creo que existe la posibilidad real de que algunos de estos objetos resulten ser agujeros negros supermasivos ocultos. En cualquier caso, la cantidad de masa que hemos descubierto significa que la masa conocida en estrellas en este periodo de nuestro universo es hasta 100 veces mayor de lo que habíamos pensado anteriormente. Incluso si reducimos la muestra a la mitad, sigue siendo un cambio asombroso.

En un artículo publicado en Nature, los investigadores muestran pruebas de que las seis galaxias son mucho más masivas de lo que nadie esperaba y ponen en tela de juicio lo que los científicos entendían hasta ahora sobre la formación de galaxias en los inicios del universo.

Mosaico recogido por el telescopio James Webb de una región del espacio próxima a la Osa Mayor, con recuadros que muestran la ubicación de seis nuevas galaxias candidatas de los albores del universo | foto NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne University of Technology). Tratamiento de imágenes: G. Brammer (Centro del Amanecer Cósmico del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague).

La revelación de que la formación de galaxias masivas comenzó muy pronto en la historia del Universo pone en entredicho lo que muchos de nosotros creíamos que era ciencia consolidada, afirma Leja. Hemos estado llamando informalmente a estos objetos ‘rompedores del universo’, y hasta ahora han hecho honor a su nombre.

Leja explicó que las galaxias descubiertas por el equipo son tan masivas que entran en tensión con el 99% de los modelos de la cosmología. Para tener en cuenta una cantidad de masa tan elevada habría que modificar los modelos cosmológicos o revisar los conocimientos científicos sobre la formación de las galaxias en el universo primitivo, es decir, que las galaxias empezaron como pequeñas nubes de estrellas y polvo que fueron creciendo gradualmente con el tiempo. Cualquiera de las dos hipótesis requiere un cambio fundamental en nuestra comprensión de cómo se formó el universo, añadió.

Observamos el universo primitivo por primera vez y no teníamos ni idea de lo que íbamos a encontrar, explica Leja. Resulta que encontramos algo tan inesperado que en realidad crea problemas para la ciencia. Pone en tela de juicio todo el panorama de la formación de las primeras galaxias.

El 12 de julio, la NASA publicó las primeras imágenes a todo color y datos espectroscópicos del telescopio espacial James Webb. Webb, el mayor telescopio infrarrojo del espacio, fue diseñado para observar la génesis del cosmos, ya que su alta resolución le permite ver objetos demasiado antiguos, distantes o débiles para el telescopio espacial Hubble.

Cuando obtuvimos los datos, todo el mundo empezó a sumergirse y estas enormes cosas aparecieron realmente rápido, dijo Leja. Empezamos a hacer modelos e intentamos averiguar qué eran, porque eran muy grandes y brillantes. Mi primer pensamiento fue que habíamos cometido un error y que lo encontraríamos y seguiríamos adelante con nuestras vidas. Pero aún no hemos encontrado ese error, a pesar de haberlo intentado muchas veces.

Leja explicó que una forma de confirmar los hallazgos del equipo y aliviar cualquier preocupación restante sería tomar una imagen espectral de las galaxias masivas. Esto proporcionaría al equipo datos sobre las distancias reales y también sobre los gases y otros elementos que componen las galaxias. El equipo podría entonces utilizar los datos para obtener una imagen más clara del aspecto de las galaxias y de su verdadera masa.

Un espectro nos dirá inmediatamente si estas cosas son reales o no, afirma Leja. Nos mostrará su tamaño y su distancia. Lo curioso es que tenemos todas estas cosas que esperamos aprender del James Webb y esto no estaba ni cerca de la parte superior de la lista. Hemos encontrado algo que nunca pensamos preguntar al universo, y ha ocurrido mucho más rápido de lo que pensaba, pero aquí estamos.


Fuentes

Pennsylvania State University | University of Colorado Boulder | Labbé, I., van Dokkum, P., Nelson, E. et al. A population of red candidate massive galaxies ~600 Myr after the Big Bang. Nature (2023). doi.org/10.1038/s41586–023–05786–2


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