Hace poco más de medio año, el universo cambió para siempre. Las imágenes del telescopio espacial James Webb (JWST, por sus siglas en inglés) que se publicaron ese día hicieron que los científicos quedaran "desconcertados" frente a la "locura" de datos y galaxias que tenían frente a sus ojos. Y, todavía hoy, astrónomos siguen descubriendo detalles de lo que el universo era cuando apenas nacía, y no paran de sorprenderse. 

El "frenesí" de la astronomía comenzó el 12 de julio de 2022, cuando llegaron las primeras imágenes de "campo profundo" del telescopio espacial James Webb. "Ese día todos comenzaron a sumergirse y estas cosas masivas aparecieron muy rápido", recordó Joel Leja, profesor asistente de astronomía y astrofísica en Penn State y coautor de un artículo publicado hoy en Nature sobre los datos revolucionarios del JWST.

Las imágenes mostraban cómo era el universo 13.500 millones de años atrás, es decir, cuando tenía solo el 3% de su edad actual. Allí, por ejemplo, se encontraron galaxias impensadas, ya que jamás se había considerado la existencia de una del tamaño de la Vía Láctea en los albores del universo. “Simplemente no esperas que el universo primitivo pueda organizarse tan rápido. Estas galaxias no deberían haber tenido tiempo de formarse”, opinó Erica Nelson, coautora de la nueva investigación y profesora asistente de astrofísica en la Universidad de Colorado Boulder.

 

Las galaxias del telescopio James Webb

Los científicos se refieren a seis galaxias en las imágenes de JWST, que existieron entre 500 y 700 millones de años después del Big Bang. Los datos en las imágenes de estas galaxias tempranas (imagen principal, arriba) significan efectivamente que las primeras estrellas tenían una masa hasta 100 veces mayor de lo que los astrónomos pensaban anteriormente. Se cree que la galaxia de la parte inferior izquierda podría contener tantas estrellas como nuestra galaxia, la Vía Láctea, a pesar de ser 30 veces más compacta.

“La Vía Láctea forma alrededor de una o dos estrellas nuevas cada año”, dijo Nelson. “Algunas de estas galaxias tendrían que estar formando cientos de nuevas estrellas al año durante toda la historia del universo”. “Hemos estado llamando informalmente a estos objetos 'rompeuniversos', y hasta ahora han estado haciendo honor a su nombre”, aseguró Leja.

Las galaxias son rojas porque la luz antigua del universo es roja porque el universo se está expandiendo. La luz roja tiene la longitud de onda más larga.

"En este momento, solo esperábamos encontrar pequeñas galaxias bebés jóvenes, pero hemos descubierto galaxias tan maduras como la nuestra en lo que antes se entendía como el amanecer del universo", dijo Leja, quien con colegas pasó meses tratando de averiguar cómo son tan grandes y brillantes.

“Lo primero que pensé fue que habíamos cometido un error y que simplemente lo encontraríamos y seguiríamos con nuestras vidas, pero todavía tenemos que encontrar ese error, a pesar de muchos intentos... incluso si cortamos la muestra por la mitad, esto sigue siendo un cambio asombroso”, afirmó en diálogo con Forbes.

"Son radicalmente distintas, criaturas realmente extrañas", afirmó el astrofísico Ivo Labbe, de la Universidad Tecnológica de Swinburne (Australia), autor principal del estudio. "Si la Vía Láctea fuera un adulto de tamaño normal, por ejemplo de 1,75 metros y 70 kilos, estos bebés de un año pesarían más o menos lo mismo, pero medirían menos de 7 cm". El Universo temprano es un espectáculo de rarezas", agregó.

Un nuevo universo que asoma

La diferencia de tamaño entre lo que se pensaba y lo que fueron es tan grande que ahora los astrónomos necesitan una nueva forma de comprensión científica sobre la formación de galaxias en el universo primitivo. De hecho, Leja considera que es necesario un cambio fundamental en nuestra comprensión de cómo surgió el universo a raíz de estas imágenes.

De todas formas, nadie canta victoria todavía. Las "rompeuniversos" podrían ser en realidad agujeros negros supermasivos oscurecidos o cuásares débiles. Para saberlo con exactitud, habrá que esperar a que el JWST tome una imagen de espectro de las galaxias masivas, dividiendo su luz en partes constituyentes, lo que permitirá a los científicos calcular exactamente qué tan masivas son, qué tan lejos están y qué gases y otros elementos contienen.

Nelson y sus colegas quieren usar a James Webb para recopilar mucha más información sobre estos objetos misteriosos, pero ya han visto suficiente para despertar su curiosidad. Para empezar, los cálculos sugieren que no debería haber suficiente materia normal, del tipo que forma los planetas y los cuerpos humanos, en ese momento para formar tantas estrellas tan rápidamente.

El rápido ritmo de descubrimiento con James Webb se parece mucho a esos primeros días del Hubble. En ese momento, muchos científicos creían que las galaxias no comenzaron a formarse hasta miles de millones de años después del Big Bang. Pero los investigadores pronto descubrieron que el universo primitivo era mucho más complejo y emocionante de lo que podrían haber imaginado.

“Lo gracioso es que tenemos todas estas cosas que esperamos aprender de JWST y esto no estaba ni cerca de la parte superior de la lista”, dijo Leja. “Hemos encontrado algo que nunca pensamos preguntarle al universo, y sucedió mucho más rápido de lo que pensaba”, concluyó.