El telescopio espacial James Webb de la NASA ha revelado las galaxias más distantes jamás descubiertas, algunas de las cuales se remontan a solo 300 millones de años después de la creación del universo en el Big Bang, una época en la que el cosmos tenía solo el dos por ciento de su edad actual.
Las galaxias primordiales fueron encontradas por un equipo internacional de científicos que fueron responsables del diseño de dos de los instrumentos de vanguardia del JWST. El primer instrumento, conocido como cámara de infrarrojo cercano (NIRCam), se encargó de observar una pequeña porción del cielo nocturno en la constelación de Fornax.
En el transcurso de 10 días, NIRCam observó la luz emitida por una población de casi 100 000 galaxias en un rango de nueve longitudes de onda infrarrojas. A partir de este conjunto de datos, los astrónomos aislaron 250 de las galaxias más tenues y rojas, y las enfocaron con otro de los instrumentos del JWST: el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec).
NIRSpec está diseñado para recolectar la luz emitida por los cuerpos celestes y descomponerla en sus colores constituyentes. Este proceso crea gráficos en forma de arcoíris llamados espectros. Los astrónomos pueden analizar los espectros de una galaxia para descubrir todo, desde su composición elemental hasta la cantidad de estrellas que existen dentro de ella e incluso su distancia a la Tierra.
Esto último se hace midiendo un fenómeno conocido como corrimiento al rojo. La luz emitida por galaxias muy lejanas puede tardar miles de millones de años en llegar a nuestro planeta. Durante este tiempo, las longitudes de onda de esa luz se estiran y se vuelven más largas, moviéndose lentamente hacia la parte ‘más roja’ del espectro de luz.
A medida que la luz viaja hacia la Tierra desde su fuente, inevitablemente pasará a través de vastas nubes de polvo y gas interestelar. Se sabe que estas nubes son buenas para absorber ciertas longitudes de onda de luz, mientras que permiten que otras pasen relativamente sin obstáculos. Esta interferencia crea un patrón distinto en los espectros del arco iris.
Un gráfico que muestra las ubicaciones de las galaxias y su corrimiento al rojo (Crédito: CIENCIA: NASA, ESA, CSA, Rolf A. Jansen (ASU), Jake Summers (ASU), Rosalia O’Brien (ASU), Rogier Windhorst (ASU), Aaron Robotham (UWA), Anton M. Koekemoer (STScI), Christopher Willmer (Universidad de Arizona), equipo JWST PEARLS PROCESAMIENTO DE IMÁGENES: Rolf A. Jansen (ASU), Alyssa Pagan (STScI))
Los científicos pudieron determinar la edad y la lejanía de las galaxias distantes al observar cuánto se habían desplazado los patrones en los espectros de sus posiciones esperadas como resultado del corrimiento al rojo.
Usando esta técnica, los científicos descubrieron cuatro galaxias fenomenalmente antiguas que acechan dentro de los datos de JWST, que se cree que se formaron solo 300 millones de años después de la creación del universo en el Big Bang. Eso los hace 100 millones de años más jóvenes que la galaxia más antigua descubierta por el Telescopio Espacial Hubble.
Esto significa que la luz detectada por el JWST dejó su fuente hace aproximadamente 13.400 millones de años, en un momento en que el universo tenía solo el 2 % de su edad actual. La edad récord de las galaxias las hará invaluables para los científicos que intentan descubrir los secretos evolutivos del cosmos primitivo.
«Es difícil comprender las galaxias sin comprender los períodos iniciales de su desarrollo», explicó el astrónomo Sandro Tacchella de la Universidad de Cambridge, coautor de un estudio que describe los resultados (a través de la Universidad de Arizona). «Al igual que con los humanos, gran parte de lo que sucede después depende del impacto de estas primeras generaciones de estrellas».
“Muchas preguntas sobre las galaxias han estado esperando la oportunidad transformadora de Webb, y estamos encantados de poder participar en la revelación de esta historia”.
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Crédito de la imagen: Northrop Grumman.
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