El Telescopio Espacial James Webb (JWST) sigue marcando hitos en la investigación astronómica. Recientemente, científicos de la Universidad de Copenhague, Dinamarca, usaron el instrumento ultrasensible para observar, por primera vez en la historia, la formación de tres de las primeras galaxias que aparecieron en el universo.
Según el modelo cosmológico más aceptado, el universo tiene cerca de 13,800 millones de años. Los científicos del instituto Niels Bohr recopilaron información directa de nacimientos galácticos que datan de hace 13,300 o 13,400 millones de años. Las galaxias encontradas se formaron, en promedio, 400 millones de años después del Big Bang, cuando el universo tenía el 4% de su edad actual.
Cabe recordar que, puesto que la luz tiene una velocidad finita de 300,000 m/s, y dado que el espacio se está expandiendo, observar la luz de objetos muy lejanos equivale a ver cómo eran hace mucho tiempo. Si un observador lo suficientemente distante dirigiera un telescopio hacia la Tierra, podría ver, por ejemplo, el periodo jurásico en pleno apogeo. De igual modo, el JWST, por tener la capacidad de observar profundamente en el universo lejano, tiene, por ello mismo, la facultad de observar algunos aspectos del universo temprano.
Las recientes observaciones del James Webb no han dado por resultado exactamente fotografías como a las que nos ha acostumbrado durante sus dos años de operaciones. Los científicos de Conpenhague aclaran que vieron señales de grandes cantidades de gas que se acumulan alrededor de una minigalaxia en proceso de construcción. Lo datos del JWST son las mediciones más lejanas de gas hidrógeno frío y neutro registradas hasta la fecha. Este es el mecanismo teórico y la materia prima original mediante la cual las galaxias y las estrellas nacieron.
“Se podría decir que estas son las primeras imágenes directas de la formación de galaxias que hemos visto. Mientras que el James Webb nos había mostrado anteriormente galaxias tempranas en etapas posteriores de evolución, aquí somos testigos de su nacimiento y, por lo tanto, de la construcción de los primeros sistemas estelares del universo”, explicó el profesor adjunto Kasper Elm Heintz del Instituto Niels Bohr, que dirigió el estudio.
El telescopio Euclid solo ha acumulado 24 hora seguidas de observaciones netas, pero ya ha ayudado en 10 descubrimientos y revisado 17 objetos estelares.
El universo primitivo y oscuro
Después del evento de expansión universal Big Bang, al universo le tomó cientos de millones de años comenzar a fabricar estrellas. El instituto Niels Bohr describe esos primeros momentos del cosmos como un cúmulo opaco de átomos de hidrógeno donde no había cuerpos estelares, solo gas. Eventualmente, esa materia estelar colapsó sobre si misma, lo que condujo al nacimiento de las primeras estrellas. Astas, a su vez, se agruparon unas con otras para formar las primeras galaxias.
Durante algún tiempo, pese a que las estrellas ya estaban en formación, las condiciones primitivas del universo impedían que su luz se dispersara. Tal y como, durante una mañana de niebla, la bruma oculta la luz de las farolas, la luz de las galaxias se perdía por las nubes de hidrógeno circundante. Es gracias a la radiación de los primeros cuerpos celestes que el gas circundante se ionizó y se volvió “transparente” para los fotones, las partículas elementales que conforman la luz. Este periodo temprano del universo se conoce como “la etapa del reionización”. Cuando terminó 900 millones de años después, el universo fue observable.
Mientras el uso del Telescopio Espacial James Webb se perfecciona, los científicos se acercan cada vez más a los primeros momentos del Universo.
El equipo de Copenhague ha publicado sus resultados en un artículo de Science donde detallan los actuales límites de los sensores infrarrojos del JWST. Esperan superar su propia marca para continuar explorando las nubes de gas de hidrógeno neutro que envolvieron a las galaxias mientras opacaban su brillo en el universo primitivo.