Herramientas como el telescopio espacial James Webb están permitiendo a los científicos mirar más atrás en la historia del universo que nunca, descubriendo objetos increíblemente distantes como galaxias de los primeros cientos de millones de años del universo. Ahora, los astrónomos han observado la galaxia JADES-GS-z14-0, la galaxia más distante conocida, y han encontrado algo aún más notable: indicios de presencia de oxígeno allí.
Esta galaxia está tan lejos que su luz tardó 13.400 millones de años en llegar a nosotros, lo que significa que tenemos una visión de cómo era solo 300 millones de años después del Big Bang. Para una galaxia tan joven en la etapa temprana del universo, los científicos esperarían encontrar grandes cantidades de hidrógeno y helio, ya que estos elementos estaban presentes en las galaxias más tempranas, pero usando un telescopio terrestre llamado ALMA (Atacama Large Millimeter Array), también encontraron oxígeno. No se esperaba que eso apareciera hasta que la galaxia fuera mucho más antigua.
«Es como encontrar a un adolescente donde solo esperarías bebés», dijo el investigador principal, Sander Schouws, del Observatorio de Leiden. «Los resultados muestran que la galaxia se ha formado muy rápidamente y también está madurando rápidamente, lo que se suma a un creciente cuerpo de evidencia de que la formación de galaxias ocurre mucho más rápido de lo que se esperaba».
Desde que James Webb comenzó a mirar hacia atrás a algunas de las primeras galaxias, los científicos han comenzado a sospechar que sus modelos del universo temprano podrían estar equivocados, o al menos incompletos. Parece que el universo primitivo es mucho más ocupado y brillante de lo esperado, con galaxias formándose y desarrollándose más rápido de lo esperado, y los investigadores no están seguros de por qué.
«Me sorprendieron los resultados inesperados porque abrieron una nueva visión sobre las primeras fases de la evolución de las galaxias», dijo otro de los investigadores, Stefano Carniani, de la Scuola Normale Superiore de Pisa, Italia. «La evidencia de que una galaxia ya está madura en el universo infantil plantea preguntas sobre cuándo y cómo se formaron las galaxias».
El oxígeno se detectó utilizando una técnica llamada espectroscopía, en la que la luz de objetos distantes se descompone en diferentes longitudes de onda para ver qué longitudes de onda se han absorbido. Al buscar estas absorciones, los científicos pueden decir de qué está hecho un objeto distante. En este caso, dos equipos separados encontraron indicios de oxígeno en esta galaxia al analizar datos de ALMA, un conjunto terrestre que está compuesto por 66 radiotelescopios en Chile que trabajan juntos.
Los hallazgos de ALMA también ayudaron a confirmar la distancia épica a la galaxia. «Si bien la galaxia fue descubierta originalmente con el telescopio espacial James Webb, ALMA tardó en confirmar y determinar con precisión su enorme distancia», dijo Rychard Bouwens del Observatorio de Leiden. «Esto demuestra la asombrosa sinergia entre ALMA y JWST para revelar la formación y evolución de las primeras galaxias».
La investigación se publicará en un artículo en Astronomy & Astrophysics y en otro artículo en The Astrophysical Journal.
