Descubren una galaxia cuya radiación desafía la niebla del universo primitivo
Un equipo internacional de astrónomos ha detectado una galaxia increíblemente distante que emite una intensa radiación de hidrógeno en una etapa muy temprana del universo, lo que desafía las teorías actuales sobre la evolución cósmica.
El descubrimiento, publicado en la revista Nature, fue realizado gracias a las observaciones del Telescopio Espacial James Webb, sugiere que esta luz ha logrado atravesar la densa niebla de hidrógeno neutro que llenaba el espacio en aquella época, un fenómeno que hasta ahora se consideraba poco probable.
Los astrónomos identificaron esta galaxia, denominada JADES-GS-z13-1, al analizar las imágenes captadas por la Cámara de Infrarrojo Cercano (NIRCam) del James Webb. Este objeto fue observado tan solo 330 millones de años después del Big Bang, lo que representa una fracción mínima de los 13.800 millones de años de edad que tiene el universo.
Para determinar su distancia, los científicos utilizaron un método basado en el corrimiento al rojo, que mide cómo la luz de un objeto se estira a medida que viaja por el cosmos en expansión. La galaxia presentaba un corrimiento al rojo de 13,0, lo que confirma que es una de las más antiguas jamás detectadas.
"El universo primitivo estaba bañado en una densa niebla de hidrógeno neutro," explicó Roberto Maiolino, un miembro del equipo de la Universidad de Cambridge y del University College London. “La mayor parte de esta neblina se disipó en un proceso llamado reionización, que se completó aproximadamente mil millones de años después del Big Bang".
Una señal de hidrógeno que no debería existir
Lo más sorprendente del hallazgo fue la detección de una potente emisión de Lyman-alfa (Lyman-α), un tipo de radiación ultravioleta que proviene de átomos de hidrógeno excitados. Esta luz no debería ser visible en esta etapa del universo, ya que el espacio todavía estaba envuelto en una neblina densa de hidrógeno neutro que bloqueaba la emisión ultravioleta.
"GS-z13-1 se observa cuando el universo tenía solo 330 millones de años, sin embargo, muestra una sorprendente y clara firma reveladora de emisión de Lyman-α que solo se puede ver una vez que la niebla circundante se ha disipado por completo. Este resultado fue totalmente inesperado para las teorías de la formación temprana de galaxias y ha sorprendido a los astrónomos”, explicó Maiolino.Antes y durante la época de reionización, el hidrógeno neutro actuaba como una barrera que bloqueaba la luz ultravioleta emitida por las primeras galaxias. Solo cuando se formaron suficientes estrellas, capaces de ionizar este gas, la luz pudo escapar y viajar libremente a través del universo.
El hecho de que JADES-GS-z13-1 emita una señal tan intensa de Lyman-alfa sugiere que el proceso de reionización pudo haber comenzado mucho antes de lo que se pensaba, o que existen mecanismos aún desconocidos que permitieron que la luz atravesara la neblina cósmica en ciertas regiones del universo.
“Realmente no deberíamos haber encontrado una galaxia como esta, dado nuestro entendimiento de la forma en que el universo ha evolucionado", destacó el astrónomo Kevin Hainline, de la Universidad de Arizona. "Podríamos pensar en el universo primitivo como envuelto en una densa niebla que haría extremadamente difícil encontrar incluso faros poderosos asomando a través de ella, sin embargo, aquí vemos el rayo de luz de esta galaxia atravesando el velo. Esta fascinante línea de emisión tiene enormes implicaciones sobre cómo y cuándo se reionizó el universo”.
Este hallazgo sugiere que el proceso de reionización pudo haber sido más rápido y localizado de lo que se creía. Algunas regiones del universo primitivo podrían haber experimentado una disipación temprana de la niebla cósmica, permitiendo la observación de galaxias como JADES-GS-z13-1.
¿La primera generación de estrellas?
Una de las grandes incógnitas que deja este hallazgo es el origen exacto de la radiación Lyman-alfa detectada. Los investigadores plantean la posibilidad de que provenga de las primeras estrellas del universo, conocidas como estrellas de Población III.
Estas estrellas, compuestas principalmente de hidrógeno y helio, se cree que fueron mucho más masivas y luminosas que las estrellas actuales. Su luz pudo haber sido lo suficientemente intensa como para ionizar rápidamente el gas circundante, despejando el camino para que su radiación ultravioleta escapara. @mundiario
