Es un titular que lleva repitiéndose mucho en los últimos años. No es ninguna falacia, sino que gracias a los instrumentos, que cada vez son más avanzados, podemos ir más y más lejos y acercarnos al amanecer del universo. De ahí que, en este caso, la nueva galaxia más lejana hasta la fecha haya sido posible gracias a los potentes instrumentos del revolucionario telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA.
La anterior galaxia que ostentaba el récord de más distante era JADES-GS-z13-0, vista 325 millones de años después del Big Bang, que ocurrió hace casi 14.000 millones de años. Si esto se consideró una proeza tecnológica, hoy vamos un poco más allá y de las numerosas galaxias “candidatas” en el espectro infrarrojo identificadas por el Webb, el instrumento NIRSpec (espectrógrafo de infrarrojo cercano) a bordo del telescopio espacial James Webb ha posibilitado la identificación de JADES-GS-z14-0, una galaxia sin precedentes observada sólo 290 millones de años después del Big Bang, cuando el universo tenía sólo el 2 por ciento de su edad actual (esto corresponde a un corrimiento al rojo de aproximadamente 14, que es una medida de cuánto se estira la luz de una galaxia debido a la expansión del universo).
Esta es la galaxia más lejana hasta la fecha
«En enero de 2024, NIRSpec observó esta galaxia, JADES-GS-z14-0, durante casi diez horas, y cuando se procesó el espectro por primera vez, hubo evidencia inequívoca de que la galaxia estaba efectivamente en un desplazamiento al rojo de 14,32. Ver este espectro fue increíblemente emocionante para todo el equipo, dado el misterio que rodea a la fuente”, comentan los astrónomos responsables del hallazgo.
«El tamaño de la galaxia demuestra claramente que la mayor parte de la luz es producida por un gran número de estrellas jóvenes, en lugar de material que cae sobre un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia, que parecería mucho más pequeño», explicó Daniel Eisenstein, profesor de astronomía de la Universidad de Harvard y uno de los autores principales del estudio.
Inusualmente grande y brillante
Además, esta galaxia es mucho más brillante de lo que debería, lo que sugiere que la primera generación de estrellas fue más luminosa de lo que pensábamos o quizá se formó mucho más rápidamente de lo que predicen las teorías cosmológicas convencionales. Su brillo indica la presencia de fuertes emisiones de gas ionizado en la galaxia en forma de líneas brillantes de emisión de hidrógeno y oxígeno.
JADES-GS-z14-0 no ha sido descubierta sola. Fue detectada junto con otra galaxia, JADES-GS-z14-1, casi tan lejana y que ocupa el segundo lugar en el ranking de las galaxias más antiguas jamás vistas por la humanidad. Los hallazgos se detallan en diversos estudios disponibles en el servidor de preimpresión arXiv.
JADES es una encuesta cuyo objetivo es proporcionar información vital sobre las formas en que las estrellas, el gas y los agujeros negros evolucionaban en las galaxias primordiales cuando el universo era muy joven.
Detección de la galaxia más lejana jamás vista
«Estas galaxias se unen a una población pequeña pero creciente de galaxias de los primeros 500 millones de años de historia cósmica, donde realmente podemos sondear las poblaciones estelares y los patrones distintivos de los elementos químicos dentro de ellas», aclaró Francesco D’’Eugenio, científico del Instituto Kavli de Cosmología y coautor de la investigación.
Los datos revelan otros aspectos importantes de esta asombrosa galaxia. Por ejemplo, el color de la galaxia no es tan azul como debería ser, lo que indica que parte de la luz está enrojecida por el polvo, incluso en estos tiempos tan tempranos del universo. Sugiere que múltiples generaciones de estrellas muy masivas ya habían vivido sus vidas antes de que observáramos esta galaxia.
Otra parte positiva de este descubrimiento es que el brillo inesperado de estas primeras galaxias significa que el telescopio podría realizar observaciones aún más distantes.
“Los astrónomos encontrarán muchas de estas galaxias luminosas, posiblemente incluso en épocas anteriores, durante la próxima década con Webb. ¡Estamos encantados de ver la extraordinaria diversidad de galaxias que existieron en el amanecer del universo!”, concluyen los expertos.
El espectro corrido al rojo de JADES-GS-z14-0 medido por el instrumento NIRSpec del JWST
¿Cómo sabemos a qué distancia están las galaxias?
Las galaxias más distantes deben atravesar una mayor extensión de espacio (que se expande con el tiempo) antes de que su luz llegue hasta nosotros, lo que provoca un mayor corrimiento al rojo en esa luz. Por tanto, el corrimiento al rojo, conocido como z, puede emplearse para determinar la distancia a objetos celestes con un espectro bien definido.
Está claro que emplear el telescopio espacial James Webb para observar los comienzos del universo historia nos da una mejor comprensión de cómo surgió y, tal vez, de cómo terminará en última instancia.
Recreación con IA del James Webb
Referencias:
- A shining cosmic dawn: spectroscopic confirmation of two luminous galaxies at z∼14, arXiv:2405.18485 [astro-ph.GA] arxiv.org/abs/2405.18485
- JWST/MIRI photometric detection at 7.7 μm of the stellar continuum and nebular emission in a galaxy at z>14, arXiv:2405.18462 [astro-ph.GA] arxiv.org/abs/2405.18462
- Brant Robertson et al, Earliest Galaxies in the JADES Origins Field: Luminosity Function and Cosmic Star-Formation Rate Density 300 Myr after the Big Bang, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2312.10033
