Las sorprendentes galaxias masivas vistas por JWST

Este es un concepto artístico de un protocúmulo de galaxias en las primeras etapas del Universo. Crédito: ESO/M. Kornmesser

El telescopio espacial James Webb (JWST) ha descubierto seis galaxias masivas que resultan muy sorprendentes. Surgieron poco después del Big Bang, según se ha explicado un estudio. Esto resulta desconcertante, porque contradice la velocidad a la que se creía que podrían haberse formado.

Seis galaxias masivas sorprendentes y desconcertantes

El telescopio espacial James Webb sigue dejando hallazgos que resultan sorprendentes y, quizá, pueden ser revolucionarios en nuestra comprensión del universo y su evolución. Desde que entrase en funcionamiento, en julio de 2022, el telescopio James Webb ha observado los confines del universo. Es decir, se ha remontado en la historia del cosmos hasta las primeras etapas de su existencia. En ese proceso, nos ha dejado algunas imágenes que ya son inolvidables y, también, muchos datos y hallazgos tremendamente atractivos.

El cúmulo de galaxias Abell 85, a 700 millones de años-luz de la Vía Láctea. Crédito: Matthias Kluge/USM/MPE

En su último descubrimiento, ha observado galaxias tal y como eran entre 500 y 700 millones de años después del Big Bang. Es decir, cuando el universo tenía un cinco por ciento de su edad actual (que es de 13 800 millones de años). El instrumento NIRCam, del JWST, funciona en la longitud de onda del infrarrojo cercano, que es invisible al ojo humano. Esta herramienta es la que ha observado las galaxias, localizadas en una región poco conocida del firmamento. Así lo detallan los investigadores en un estudio publicado en la revista Nature.

Estas galaxias son, por ahora, candidatas. Es decir, su descubrimiento tiene que ser confirmado por medio de otras mediciones. Pero, si lo son, contienen muchas más estrellas de lo que se esperaba. Una de ellas se cree que podría tener unos 100 000 millones de estrellas. Es decir, un tamaño similar al de la Vía Láctea. Algo que resulta tremendamente sorprendente, teniendo en cuenta la edad del Universo en aquel momento.

Un hallazgo difícil de explicar

Par aponerlo en perspectiva, la Vía Láctea ha necesitado toda la vida del universo para albergar la cantidad de estrellas que tiene. Que esta galaxia muestre ese mismo crecimiento, en tan solo 700 millones de años, es muy intrigante. Tuvo que crecer veinte veces más rápido que la Vía Láctea. Que puedan existir galaxias tan masivas, tan poco tiempo después del Big Bang, es un dilema. Va en contra del modelo cosmológico que mejor representa nuestra comprensión del cosmos y que explica cómo funciona el universo. No deberían existir.

La teoría dice que las galaxias deberían crecer lentamente. En su infancia, por tanto, deberían ser mucho más pequeñas. Aproximadamente, entre 10 y 100 veces más pequeñas. Estas galaxias son mucho más masivas. Así que, ¿qué es lo que está sucediendo? Una posible explicación podría estar en la materia oscura. No podemos olvidar que supone una buena parte de la composición del universo. Es, además, mucho más abundante que la materia bariónica. Esta última es apenas un 5% del universo (por un 28% de materia oscura y un 67% de energía oscura).

Aunque hay muchas cosas desconocidas sobre la materia oscura, se cree que puede ser una pieza clave en la formación de las galaxias. Cuando la materia oscura se acumula en un halo, atrae al gas de su entorno y, en consecuencia, forma una galaxia y sus estrellas. El proceso, sin embargo, es tremendamente largo. En la infancia del universo, simplemente, no debería haber muchas acumulaciones de materia oscura. así que, si hacemos caso a la teoría, las condiciones en la infancia del cosmos no era ni mucho menos las apropiadas.

La presencia de galaxias masivas siembra dudas

Estas galaxias recién descubiertas pueden, por tanto, indicar que la infancia del universo se desarrolló de una manera mucho más rápida de lo que se pensaba hasta ahora. Esto permitiría que las estrellas se formasen de una manera mucho más eficiente. Esto a su vez, podría estar conectado con el hecho de que el universo se expande cada vez más rápido. Algunos científicos consideran que podría tratarse de otra señal en una dirección muy intrigante. La aceleración de la expansión del universo es uno de los grandes dilemas de la cosmología moderna.

Concepto artístico del telescopio espacial James Webb. Crédito: NASA

Su valor debería ser el mismo, sin importar si se obtiene estudiando el universo local (nuestro entorno) o en grandes distancias. Sin embargo, no es así. Eso podría indicar que hay algo en nuestro modelo que no está completo. La presencia de estas galaxias, en realidad, puede considerarse una señal más de esas posibles fisuras. Puede ser una pista más de que, realmente, el modelo cosmológico no es tan robusto como se pensaba. Con algo de suerte, no habrá que esperar mucho para tener una respuesta algo más convincente.

En julio de este mismo año, la Agencia Espacial Europea lanzará el telescopio espacial Euclid. Se sumará al trabajo del telescopio james Webb. Su misión es ayudar a comprender mejor la materia y la energía oscura. También podría ayudar a resolver el dilema de estas galaxias. Por ahora, no parece haber ninguna explicación concreta sobre la mesa. Así que no parece descabellado suponer que, en los próximos meses, y años, sabremos más de estas galaxias. Además, la búsqueda del telescopio James Webb continúa. ¿Qué otras sorpresas nos esperan?

Estudio

El estudio es I. Labbé, P. van Dokkum, E. Nelson et al.; «A population of red candidate massive galaxies ~600 Myr after the Big Bang». Publicado en la revista Nature el 22 de febrero de 2023. Puede consultarse en este enlace.

Referencias: Phys

Alex Riveiro: Divulgador científico. Autor de "Hacia las estrellas: una breve guía del universo", "Más allá de las estrellas: ¿estamos solos en el universo?" y la saga de ciencia ficción "Ecos de un futuro distante". Colaborador en eltiempo.es y Otros Mundos. También en Twitter, YouTube, Twitch e iVoox.
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