Confirman la existencia de la galaxia más débil jamás vista

La galaxia, llamada JD1, es una de las más distantes identificadas hasta ahora y es representativa de las galaxias que atravesaron la niebla de átomos de hidrógeno remanentes del Big Bang, permitiendo que la luz brille a través del universo y dándole forma a lo que existe hoy.

El descubrimiento se realizó utilizando el Telescopio Espacial James Webb de la NASA y los hallazgos se publicaron en la revista Nature.

Los primeros mil millones de años de vida del universo fueron un período crucial en su evolución. Después del Big Bang, aproximadamente hace 13.800 millones de años, el universo se expandió y enfrió lo suficiente como para que se formaran átomos de hidrógeno. Los átomos de hidrógeno absorben fotones ultravioleta de las estrellas jóvenes; sin embargo, hasta el nacimiento de las primeras estrellas y galaxias, el universo se oscureció y entró en un período conocido como las edades oscuras cósmicas.

La aparición de las primeras estrellas y galaxias unos cientos de millones de años después bañó al universo en una intensa luz ultravioleta que comenzó a quemar, o ionizar, la niebla de hidrógeno. Esto permitió que los fotones viajaran a través del espacio, volviendo el universo transparente.

Determinar los tipos de galaxias que dominaron esa era, conocida como la Época de la Reionización, es uno de los principales objetivos de la astronomía actual. Hasta el desarrollo del telescopio Webb, los científicos carecían de instrumentos infrarrojos sensibles para estudiar la primera generación de galaxias.

"La mayoría de las galaxias encontradas hasta ahora con el JWST son galaxias brillantes que se considera que no son particularmente representativas de las galaxias jóvenes que poblaron el universo temprano", dijo Guido Roberts-Borsani, investigador posdoctoral de UCLA y primer autor del estudio. "En cambio, las galaxias ultra-débiles como JD1 son mucho más numerosas, por lo que creemos que son más representativas de las galaxias que llevaron a cabo el proceso de reionización, permitiendo que la luz ultravioleta viaje sin obstáculos a través del espacio y el tiempo".

JD1 es tan débil y está tan lejos que resulta difícil de estudiar sin un telescopio potente y la ayuda de la naturaleza. JD1 se encuentra detrás de un gran cúmulo de galaxias cercanas llamado Abell 2744, cuya fuerza gravitacional combinada curva y amplifica la luz de JD1, haciéndola parecer más grande y 13 veces más brillante de lo que sería normalmente. Este efecto, conocido como lente gravitacional, es similar a cómo una lupa distorsiona y amplifica la luz dentro de su campo de visión; sin la lente gravitacional, es probable que JD1 hubiera pasado desapercibida.

Los investigadores utilizaron el instrumento espectrógrafo de luz infrarroja cercana, NIRSpec, del Telescopio Webb para obtener un espectro de luz infrarroja de la galaxia, lo que les permitió determinar su edad precisa, su distancia de la Tierra, así como la cantidad de estrellas, polvo y elementos pesados que se formaron en su corta vida.

La combinación de la amplificación gravitacional de la galaxia y nuevas imágenes de otro instrumento de infrarrojo cercano del Telescopio Webb, NIRCam, también permitió al equipo estudiar la estructura de la galaxia con un detalle y resolución sin precedentes, revelando tres grupos principales alargados de polvo y gas que están formando estrellas. El equipo utilizó los nuevos datos para rastrear la luz de JD1 hasta su origen y forma original, revelando una galaxia compacta que es solo una fracción del tamaño de galaxias más antiguas como la Vía Láctea, que tiene 13.600 millones de años.

Debido a que la luz tarda tiempo en viajar a la Tierra, JD1 se ve como era aproximadamente hace 13.300 millones de años, cuando el universo tenía solo aproximadamente el 4% de su edad actual.

"Antes de que el telescopio Webb se encendiera, hace solo un año, ni siquiera podíamos soñar con confirmar una galaxia tan débil", dijo Tommaso Treu, profesor de física y astronomía de UCLA y segundo autor del estudio. "La combinación de JWST y el poder amplificador de la lente gravitacional es una revolución. Estamos reescribiendo el libro sobre cómo se formaron y evolucionaron las galaxias inmediatamente después del Big Bang".

Fuente: Nature