Las primeras galaxias masivas se habrían formado en un suspiro cósmico

Las galaxias gigantes y maduras parecen haber "llenado" el Universo poco después del Big Bang: los astrónomos están desconcertados, ya que estos hallazgos contradicen las principales teorías establecidas sobre la conformación de las primeras galaxias en el Universo primitivo. Las estructuras, descubiertas por el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, se habrían formado solo entre 500 y 700 millones de años después del estallido inicial.

Empleando el primer conjunto de datos publicado por el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, un equipo internacional de científicos liderado por la Universidad Estatal de Pensilvania, en Estados Unidos, descubrió galaxias tan maduras como la Vía Láctea cuando el Universo tenía solo el 3% de su edad actual, o sea alrededor de 600 millones de años después del Big Bang. 

Modelos en duda

El 99 % de los modelos sobre la formación de galaxias en el Universo primitivo aceptados por los especialistas indican que las galaxias comenzaron como pequeñas nubes de estrellas y polvo cósmico, que fueron creciendo gradualmente con el tiempo hasta concentrar grandes cantidades de masa. Cualquiera de estos escenarios elimina la posibilidad de hallar estructuras maduras durante los primeros 700 millones de años posteriores al Big Bang, e incluso más cerca en el tiempo. 

Sin embargo, el telescopio James Webb fue diseñado para ver hacia atrás en el tiempo, permitiendo a los astrónomos observar el Universo como era aproximadamente hace 13.500 millones de años. Uno de los primeros vistazos hacia ese momento de génesis del cosmos ya ha puesto patas para arriba a las principales “verdades” científicas sobre el Universo primitivo, poniendo en duda los modelos cosmológicos con mayor aceptación entre los especialistas.

Un nuevo estudio publicado recientemente en la revista Nature aprovecha los primeros datos obtenidos por el telescopio Webb, que está equipado con instrumentos de detección de infrarrojos capaces de identificar la luz emitida por las estrellas y galaxias más antiguas, para descubrir galaxias lejanas que, en realidad, no deberían existir. Aunque los científicos sabían que encontrarían galaxias en el Universo joven, la gran sorpresa fue la magnitud y la madurez de las estructuras halladas. 

Un desarrollo temprano

Los primeros cúmulos de estrellas surgieron poco después de la denominada “Edad oscura” del cosmos, en la cual todo era una espesa e informe niebla de átomos de hidrógeno. Las principales teorías indican que alrededor de 400 millones de años después del Big Bang habrían comenzando a formarse estas galaxias iniciales, pero los estudios previos con el telescopio Hubble y otros instrumentos mostraron pequeñas “galaxias bebés”, que estaban construyendo sus primeras estrellas y estructuras en el Universo primitivo.

Según una nota de prensa, las seis galaxias masivas descubiertas en la nueva investigación, cuando el Universo tenía entre 500 y 700 millones de años, muestran un estado de madurez y una cantidad de masa acumulada que contradice por completo lo estimado previamente. Por ejemplo, los astrónomos identificaron estrellas maduras en esas galaxias que, supuestamente, no deberían formar parte de estructuras jóvenes o en desarrollo. Además, "las galaxias son 50 veces más masivas de lo que podría esperarse para esa edad del cosmos", de acuerdo a lo explicado por uno de los autores del estudio, el científico Joel Leja, en un artículo publicado en Space.com.

Ahora, los científicos intentarán tomar una imagen de espectro de las galaxias masivas identificadas con el telescopio Webb. Este recurso proporcionará datos exactos sobre las distancias reales, así como sobre los gases y otros elementos que componían estas estructuras en ese momento del Universo. Al definir cómo se veían realmente las galaxias y qué tan masivas eran, los investigadores podrán descartar otras posibilidades, como por ejemplo que algunas de las estructuras identificadas eran en realidad agujeros negros supermasivos oscurecidos.

Referencia

A population of red candidate massive galaxies ~600 Myr after the Big Bang. Ivo Labbé, Joel Leja, Bingjie Wang et al. Nature (2023). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-023-05786-2