Con ayuda del telescopio más moderno del mundo, el James Webb, un equipo internacional ha descubierto una rareza astronómica: 6 galaxias que se formaron solo entre 500 y 700 millones de años después del Big Bang. 

Los cúmulos de estrellas tienen aproximadamente 12.000 millones de años, por lo que son tan antiguas que no deberían existir. Sin embargo, aparecieron en varias imágenes infrarrojas hechas con el sondeo CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science) del telescopio.

Con este descubrimiento se abre un nuevo debate sobre el Big Bang y cómo se formaron las galaxias. Esto debido a que hemos encontrado candidatas tan maduras como la nuestra en el Universo primitivo.

Las galaxias que nadie esperaba

Así se ven estas galaxias en las imágenes del telescopio James Webb / Créditos: NASA

El James Webb se puso en funcionamiento con el objetivo de mirar más lejos en el espacio-tiempo que cualquier otro instrumento anterior, para encontrar el origen del cosmos. Así que no debería sorprendernos tanto que detecte galaxias antiguas, cuya ha viajado durante miles de millones de años para llegar hasta nosotros.

No obstante, los astrónomos no estaban buscando algo tan inesperado que ponga en duda toda la imagen de la formación temprana de galaxias.

«Esperábamos encontrar únicamente galaxias pequeñas y jóvenes en el Universo primitivo, pero hemos observado seis candidatas de tamaño colosal”.

Ivo Labbé, astrónomo de la Universidad Tecnológica de Swinburne

Cada una de estas galaxias, tan desarrolladas como nuestra Vía Láctea, es 100.000 millones de veces la masa del Sol. Su tamaño entra en conflicto con el 99% de los modelos actuales. 

Reescribiendo la historia después del Big Bang

De acuerdo con nuestros modelos cosmológicos, el Universo en sus comienzos no se parecía en nada a lo que es ahora. Primero, la sopa caliente de partículas que surgió tras el Big Bang tuvo que enfriarse lo suficiente para formar átomos que llenaran el espacio con hidrógeno y helio. Es a partir de este gas que comenzaron a crearse las primeras estrellas y galaxias, 150 millones de años después del suceso.

En pocas palabras, la línea de tiempo que han seguido los astrónomos sugiere que, 500 o 700 millones de años después del Big Bang, las galaxias aún se habrían juntado.

Sin embargo, estos seis cúmulos estelares cuentan otra historia. Están completamente desarrolladas y contienen casi tantas estrellas como las galaxias actuales. Por lo tanto, todo indica que hace 12.000 millones de años ya se habían formado.

“Nadie esperara que el universo primitivo fuera capaz de organizarse tan rápidamente. Estas galaxias no deberían haber existido”.

Erica Nelson, coautora y profesora en la Universidad de Colorado

Tales hallazgos sugieren entonces que las galaxias no nacieron siendo pequeñas nubes de estrellas y polvo estelar, que creció gradualmente con el tiempo. Sin embargo, los investigadores necesitan más datos para confirmar si estas candidatas son tan grandes como parecen y que se remontan tan lejos en el tiempo.

«Si una sola de estas galaxias es real, superará los límites de nuestra comprensión de la cosmología».

Erica Nelson

¿Un hallazgo astronómico o un problema?

Imágen lejana de las galaxias captadas por el James Webb / Créditos: NASA

Aunque este descubrimiento nos acerca a lo que alguna vez fue el Universo primitivo, hay varias razones por las que estas galaxias completamente formadas plantean un problema para la cosmología actual.

En primer lugar, la densidad de la materia dentro de las galaxias supera con creces las estimaciones para ese período. Por lo tanto, se tendrían que hacer nuevos cálculos y teorías para explicar este fenómeno. 

Además, es posible que los objetos no sean en realidad galaxias, sino algo más. Por ejemplo, agujeros negros supermasivos de un tipo nunca antes visto. 

Con ayuda del telescopio James Webb, los astrónomos están intentando obtener los espectos de estas seis galaxias. Esto proporcionaría coordenadas y datos exactos sobre la distancia a la que se encuentran, así como de los gases y otros materiales que las forman. Y a partir de ahí, los astrónomos podrían aumentar la precisión de sus modelos para determinar cómo eran realmente y cuál era su auténtica masa. Pero eso tomará algo de tiempo.

Lo curioso de este hallazgo es que, de todas las cosas que el telescopio podía descubrir, estas galaxias no estaban ni siquiera en la lista. 

Referencias:

A population of red candidate massive galaxies ~600 Myr after the Big Bang  https://doi.org/10.1038/s41586-023-05786-2

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