Los científicos han descubierto, utilizando el telescopio espacial James Webb, una galaxia antigua y distante que proporciona pistas sobre un período de transición crucial que habría permitido que el universo primitivo emergiera de sus "edades oscuras" antes de lo que se pensaba.
Según los investigadores, el telescopio, que observa el pasado escudriñando las profundidades del universo, detectó una galaxia llamada JADES-GS-z13-1, aproximadamente 330 millones de años después del Big Bang, ocurrido hace unos 13 800 millones de años. A modo de comparación, la Tierra tiene unos 4 500 millones de años.
Se cree que el universo experimentó una rápida expansión en una fracción de segundo tras el Big Bang. Una vez enfriado lo suficiente, atravesó una fase conocida como la edad oscura cósmica, durante la cual estuvo envuelto en una densa niebla de hidrógeno neutro. A esto le siguió la época de reionización, cuando la luz comenzó a penetrar esta niebla. El telescopio Webb ha encontrado evidencia de que la galaxia JADES-GS-z13-1 ya ha alcanzado esta fase.
Joris Witstok, astrofísico de Centro para el Origen del Universo de la Universidad de Copenhague y del Instituto Niels Bohr, afirmó:
« El telescopio Webb ha confirmado que JADES-GS-z13-1 es una de las galaxias más distantes conocidas hasta la fecha. »
Coautor principal del estudio publicado en la revista NatureWitstok añade:
« A diferencia de otras galaxias distantes, ésta muestra una firma muy clara de una poderosa fuente de radiación ultravioleta de alta energía, lo que indica que comenzó el proceso de reionización mucho antes de lo esperado. »
Un enigma que sigue sin resolverse
El período en el que se formaron las primeras estrellas, agujeros negros y galaxias se denomina amanecer cósmico. Durante esta fase, los rayos UV emitidos alteraron la composición química del hidrógeno neutro, iniciando un proceso de reionización que permitió que la luz fluyera libremente, iluminando el universo.
Kevin Hainline, astrofísico del Observatorio Stewart de la Universidad de Arizona y coautor del estudio, explica:
« Tras el Big Bang, el universo era una mezcla de gases de hidrógeno y helio, además de materia oscura, que se enfrió gradualmente. El universo se volvió entonces completamente opaco a los rayos UV. El hidrógeno flotaba en estado neutro, con cada átomo unido a un electrón. »
El agrega:
« Cuando las primeras estrellas y galaxias se formaron a partir de este gas, los rayos UV emitidos por estrellas jóvenes y agujeros negros masivos en crecimiento comenzaron a ionizar el hidrógeno. «Durante cientos de millones de años, el universo pasó de la oscuridad a la luz».»
Los investigadores indican que la luz detectada por Webb podría tener su origen en una intensa formación estelar en el núcleo de la galaxia, en la presencia de un agujero negro supermasivo en crecimiento, o incluso en una combinación de ambos.
La galaxia JADES-GS-z13-1 tiene un diámetro de unos 230 años luz, cientos de veces más pequeña que la Vía Láctea. (Un año luz equivale a 9,5 billones de kilómetros).
Lanzado por la NASA en 2022 y operativo desde 2023, el telescopio James Webb permite una comprensión más profunda del universo temprano.
Hasta ahora, sólo se han observado cuatro galaxias más antiguas, incluida la que actualmente ostenta el récord, observada 294 millones de años después del Big Bang, sin evidencia de reionización.
El sorprendente descubrimiento de signos de reionización en JADES-GS-z13-1, en forma de una burbuja de hidrógeno ionizado, asombró a los científicos, porque hasta ahora se pensaba que este fenómeno había comenzado mucho más tarde.
