El reciente descubrimiento de oxígeno en la galaxia JADES-GS-z14-0, la más distante conocida hasta la fecha, ha provocado un replanteamiento en la comunidad astronómica sobre la rapidez con la que se formaron las galaxias en el universo primitivo. Esta detección, lograda con la ayuda del telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), ha permitido obtener mediciones extremadamente precisas y ha abierto nuevas interrogantes sobre la evolución temprana del cosmos.
Un descubrimiento sin precedentes
JADES-GS-z14-0 fue detectada en enero de 2024 gracias al Telescopio Espacial James Webb (JWST), que permite observar el universo en el espectro infrarrojo. La luz proveniente de esta galaxia ha tardado 13.400 millones de años en llegar hasta nosotros, lo que significa que estamos observando una imagen de cómo era cuando el universo tenía apenas 300 millones de años.
La detección de oxígeno en esta galaxia resulta sorprendente porque desafía las teorías tradicionales sobre la evolución química del cosmos. Según los modelos previos, cuando el universo apenas había cumplido 300 millones de años, se suponía que las galaxias estarían compuestas principalmente por elementos ligeros como el hidrógeno y el helio. Sin embargo, los datos de ALMA han revelado que JADES-GS-z14-0 contiene diez veces más elementos pesados de lo esperado, lo que sugiere que su evolución ha sido sorprendentemente rápida.
La madurez prematura de una galaxia primitiva
Sander Schouws, doctorando en el Observatorio de Leiden y autor principal del estudio publicado en The Astrophysical Journal, explicó que este hallazgo es comparable a «encontrar a un adolescente donde solo se esperaría hallar bebés». Esto implica que la formación de galaxias y su enriquecimiento químico ocurrieron a un ritmo mucho más acelerado de lo que se había supuesto previamente.
Normalmente, las galaxias comienzan su ciclo vital repletas de estrellas jóvenes, compuestas en su mayor parte por hidrógeno y helio. A medida que estas estrellas envejecen, crean elementos más pesados, como el oxígeno, que se dispersan por la galaxia tras su muerte en forma de supernova. La detección de oxígeno en JADES-GS-z14-0 implica que varias generaciones de estrellas ya han nacido y muerto en un periodo de tiempo extremadamente corto.
Un universo más complejo de lo que se pensaba
Stefano Carniani, de la Scuola Normale Superiore de Pisa y autor principal de un segundo estudio publicado en Astronomy & Astrophysics, destacó que «estos resultados inesperados abren una nueva visión sobre las primeras fases de la evolución de las galaxias». La existencia de una galaxia ya madura en una etapa tan temprana del universo plantea preguntas fundamentales sobre cuándo y cómo se formaron las primeras galaxias.
Otro aspecto notable de JADES-GS-z14-0 es su brillo y tamaño. A pesar de su distancia extrema, es la tercera galaxia más luminosa de entre 700 galaxias distantes observadas por el JWST. En teoría, las galaxias más antiguas deberían ser más pequeñas y ténues, ya que el universo era mucho más compacto en sus primeras etapas. Sin embargo, la presencia de una galaxia tan brillante y químicamente evolucionada sugiere que la formación de estrellas y el enriquecimiento químico fueron procesos mucho más rápidos y eficientes de lo que se había estimado.
Midiendo la distancia con precisión extrema
Uno de los logros más notables del estudio es la precisión con la que se ha podido medir la distancia a JADES-GS-z14-0. La detección de ALMA permitió reducir la incertidumbre en la distancia de la galaxia a solo un 0,005%. Esto equivale a medir con una precisión de 5 cm en una distancia de 1 kilómetro. Esta exactitud sin precedentes es crucial para refinar los modelos astronómicos sobre la evolución de las galaxias distantes.
Eleonora Parlanti, estudiante de doctorado en la Scuola Normale Superiore de Pisa y coautora del estudio, explicó que esta precisión ayuda a mejorar nuestra comprensión de las propiedades de las galaxias en el universo temprano. Gracias a esta información, los astrónomos pueden comparar la evolución de diferentes galaxias en el tiempo cósmico y determinar cuáles son los factores que influyen en su rápida formación.
Implicaciones para la cosmología y futuras investigaciones
El hallazgo de oxígeno y elementos pesados en JADES-GS-z14-0 no solo reescribe lo que sabemos sobre la formación de galaxias, sino que también podría cambiar nuestra comprensión del Amanecer Cósmico, el período en el que surgieron las primeras galaxias tras el Big Bang.
Los investigadores planean continuar con observaciones adicionales para determinar si JADES-GS-z14-0 es una anomalía o si existen más galaxias con características similares en el universo primitivo. Como explicó Carniani, «un solo objeto celeste no es suficiente para establecer un nuevo modelo de formación de galaxias».
Las futuras observaciones con el JWST y el ALMA podrán proporcionar más datos sobre la formación de estrellas en estos sistemas tempranos y cómo la física del universo joven influyó en su rápida evolución.
Este descubrimiento es solo el comienzo de una nueva era en la astronomía, donde las tecnologías avanzadas nos permiten mirar más allá que nunca y reescribir la historia del cosmos tal como la conocemos.
