El descubrimiento de galaxias masivas lejanas desafía la comprensión sobre el universo temprano

El descubrimiento de galaxias en el universo temprano –es decir, observadas a tan solo centenares de millones de años tras el Big Bang– facilita a los astrónomos nuevos conocimientos sobre la historia temprana del universo. En particular, a través del estudio de sus colores, los astrónomos pueden reconstruir sus principales propiedades físicas, como su masa estelar, su edad o la presencia de agujeros negros supermasivos en sus núcleos.

Un grupo de científicos, en el que participa el departamento de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Valencia (UV), ha descubierto una población de seis galaxias observadas en una época entre 500 y 800 millones de años tras el Big Bang, y caracterizadas por un color intrínseco más rojo de lo común en galaxias de la misma época.

Aunque dichos hallazgos necesitan todavía confirmación espectroscópica –de ahí que queden registradas bajo la denominación de ‘candidatas’–, el trabajo sugiere ya una abundancia de estrellas antiguas en estas galaxias, lo que implica que sus masas estelares podrían llegar a ser hasta 100.000 millones de veces superiores a la de nuestro Sol. Y esto aun perteneciendo a una época cósmica de intensa formación de nuevas estrellas; es decir, un momento en que, se supone, las estrellas eran todavía muy jóvenes.

“Lo más fascinante es que, aunque solo llegara a confirmarse una fracción de estos nuevos objetos, esto ya implicaría masas entre 10 y 100 veces más grandes de lo esperado”, asegura Mauro Stefanon, investigador de la UV y uno de los firmantes del artículo publicado este miércoles en Nature.

La combinación de todos estos factores –número de galaxias, masa y antigüedad estelar– sugiere al equipo de investigación que la formación de estrellas en las primeras galaxias pudo haber sido un proceso mucho más eficiente de lo que se consideraba hasta ahora.

“Las galaxias observadas en estas épocas han mostrado generalmente colores azules, indicativos de una intensa formación de nuevas estrellas”, comenta el científico. “En cambio, y de forma inesperada, las galaxias ahora identificadas exhiben colores más rojos, lo que las convierte en candidatas a formar parte del elenco de galaxias antiguas en el universo temprano”, añade.

El telescopio espacial James Webb, un nuevo ojo en el cosmos

A efectos del ojo humano y desde la Tierra, la población de galaxias identificada en este trabajo ocupa una pequeña región del cielo equivalente a una veinteava parte de la superficie de la Luna. Acercarse al cosmos y lograr los resultados ahora obtenidos por el equipo internacional que lidera el astrofísico Ivo Labbé (Centro de Astrofísica y Supercomputación, Australia) es algo que la ciencia ha de agradecer al telescopio espacial James Webb (JWST).

Este observatorio, resultado de la colaboración entre las agencias espaciales de EE UU (NASA), Europa (ESA) y Canadá (CSA), está proporcionando a la comunidad científica su primera visión de la formación estelar, del gas y del polvo en galaxias a lo largo del 98 % de la historia del universo, con una resolución y una sensibilidad sin precedentes en longitudes de onda infrarrojas, algo fundamental a la hora de detectar las galaxias más lejanas.

“El telescopio James Webb permite captar imágenes con una resolución hasta 20 veces mayor y datos mucho más sensibles que los obtenidos hasta la actualidad con los telescopios espaciales Hubble y Spitzer. Hallazgos como este constatan la efectividad del observatorio espacial y la eficacia de estudios que utilizan sus múltiples filtros para la para la identificación y caracterización de las primeras galaxias”,  asegura el investigador de la UV.

Referencia:

Stefanon, M. et al. A population of red, candidate massive galaxies 500-700 Myr after the Big Bang. Nature  (2023).

Fuente: UNIVERSITAT DE VALÈNCIA