La primera galaxia conocida, observada por el Telescopio Webb, es un faro del amanecer cósmico

El Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha descubierto la galaxia más antigua conocida, una galaxia brillante y sorprendentemente grande considerando que se formó durante el comienzo del universo, con solo el 2% de su edad actual.

Los investigadores dijeron que Webb, que mira a través de vastas distancias cósmicas mirando hacia atrás en el tiempo, observó la galaxia tal como era unos 290 millones de años después del Big Bang que dio origen al universo hace unos 13.800 millones de años. Este período, que se extiende a lo largo de los primeros cientos de millones de años del universo, se denomina amanecer cósmico.

El telescopio, también llamado JWST, ha revolucionado la comprensión del universo temprano desde que entró en funcionamiento en 2022. El nuevo descubrimiento fue realizado por el equipo de investigación del JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES).

Esta galaxia, llamada JADES-GS-z14-0, tiene unos 1.700 años luz de diámetro. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año, que es 5,9 billones de millas (9,5 billones de kilómetros). Su masa equivale a 500 millones de estrellas del tamaño de nuestro sol y forma nuevas estrellas rápidamente, unas 20 cada año.

Antes de las observaciones de Webb, los científicos no sabían que las galaxias podían existir tan temprano, y ciertamente no tan luminosas como éstas.

«El universo primitivo tiene una sorpresa tras otra para nosotros», dijo el astrofísico Kevin Heinlein del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona, uno de los líderes del estudio publicado en línea, que abre una nueva pestaña esta semana antes de la revisión formal por pares.

«Creo que todo el mundo quedó boquiabierto», añadió el astrofísico y coautor del estudio Francesco DiEugenio, del Instituto Kavli de Cosmología de la Universidad de Cambridge. «Webb muestra que las galaxias en el universo primitivo eran mucho más brillantes de lo que esperábamos».

Hasta la fecha, la galaxia más antigua conocida se remonta a unos 320 millones de años después del Big Bang, anunció el año pasado el equipo JADES.

«Tiene sentido llamar a la galaxia grande, porque es mucho más grande que otras galaxias que el equipo JADES ha medido a estas distancias, y sería difícil entender cómo algo tan grande podría formarse en sólo unos pocos cientos de millones de años». Dijo Heinlein.

«El hecho de que sea tan brillante también es notable, ya que las galaxias tienden a crecer a medida que el universo evoluciona, lo que significa que es probable que se vuelvan significativamente más brillantes en los próximos cientos de millones de años», dijo Heinlein.

Si bien es muy grande para una galaxia tan temprana, algunas galaxias actuales la eclipsan. Nuestra Vía Láctea tiene unos 100.000 años luz de diámetro y su masa equivale a unos 10 mil millones de estrellas del tamaño del Sol.

En el mismo estudio, el equipo JADES reveló el descubrimiento de la segunda galaxia más antigua conocida, hace unos 303 millones de años después del Big Bang. Esta estrella, JADES-GS-z14-1, es más pequeña, con una masa equivalente a unos 100 millones de estrellas del tamaño del Sol, tiene unos 1.000 años luz de diámetro y forma unas dos nuevas estrellas por año.

“Estas galaxias se formaron en un entorno mucho más denso y rico en gas que el actual. Además, la composición química del gas era muy diferente y mucho más cercana a la composición original heredada del Big Bang: hidrógeno, helio, y trazas de litio”, dijo Diogenio.

Diogenio dijo que la formación de estrellas en el universo primitivo era mucho más violenta de lo que es hoy, con estrellas masivas y calientes formándose y muriendo rápidamente, liberando enormes cantidades de energía a través de la luz ultravioleta, vientos estelares y explosiones de supernovas.

Se han propuesto tres hipótesis principales para explicar la luminosidad de las galaxias primitivas. El primero lo atribuyó a que los agujeros negros supermasivos de estas galaxias devoran materia. Los nuevos resultados parecen descartar esto porque la luz observada se extiende sobre un área más amplia de lo esperado debido a la voracidad del agujero negro.

Queda por ver si otras hipótesis (que estas galaxias están pobladas por más estrellas de las esperadas o por estrellas más brillantes que las encontradas hoy) se mantienen, dijo DiEugenio.