Las históricas imágenes que muestran cómo nacieron las primeras galaxias del universo

Investigadores de la Universidad de Copenhague han usado las potentes lentes del telescopio espacial James Webb para capturar imágenes del nacimiento de tres de las primeras galaxias del universo, hace más de 13.000 millones de años. Se trata de la primera vez en la historia que los astrónomos observan este fenómeno y de una prueba sólida que confirma nuestras actuales teorías sobre la formación de las galaxias originales.

El James Webb es un telescopio, pero también una máquina del tiempo que gracias a sus cámaras infrarrojas puede ver lo que sucedió en el cosmos hace miles de millones de años, justo cuando el universo dejó de ser un sitio oscuro y empezó a emitir sus primeras luces.

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Según un nuevo estudio, publicado por los investigadores daneses en la prestigiosa revista Science, el Webb ha podido captar imágenes de tres galaxias formándose hace entre 13.200 y 13.400 millones de años. Esto es entre 400 y 600 millones de años después del Big Bang.

"Se podría decir que éstas son las primeras imágenes 'directas' de la formación de galaxias que hemos visto nunca", afirma Kasper Heintz, autor principal y profesor adjunto de astrofísica en el Cosmic Dawn Center (DAWN) de la Universidad de Copenhague. "Mientras que el James Webb nos había mostrado anteriormente galaxias primitivas en etapas posteriores de su evolución, aquí somos testigos de su mismo nacimiento y, por tanto, de la construcción de los primeros sistemas estelares del universo".

Las primeras galaxias

Tras el Big Bang, el universo estaba formado por una enorme cantidad de gas opaco de átomos de hidrógeno que poco a poco se fue uniendo para crear las primeras estrellas y galaxias. "Durante los pocos cientos de millones de años posteriores al Big Bang, se formaron las primeras estrellas, antes de que las estrellas y el gas comenzaran a fusionarse en galaxias”, explica el profesor Darach Watson de la Universidad de Copenhague y otro de los autores del estudio.

El momento en el que nacieron las galaxias se conoce como la Época de Reionización. Por aquel entonces, la energía y la luz de algunas de las primeras galaxias pudieron atravesar la nube de gas hidrógeno y es precisamente esto lo que han captado los instrumentos de espectrografía infrarroja del James Webb. El equipo ha procesado los datos recibidos del telescopio y los ha transformado en las históricas imágenes que se pueden ver sobre estas líneas.

"Estas galaxias son como islas brillantes en un mar de gas opaco y neutro", explica Heintz "Sin Webb, no podríamos observar estas galaxias tan tempranas y mucho menos aprender tanto sobre su formación". Las observaciones demuestran que el hidrógeno se estaba acumulando en las minigalaxias y alimentando nuevas estrellas bebé, tal y como predicen los modelos de formación de galaxias actuales.

Una ventana al origen del universo

"Nos estamos alejando de una imagen de las galaxias como ecosistemas aislados. En esta etapa de la historia del universo, todas las galaxias están íntimamente conectadas con el medio intergaláctico, con sus filamentos y estructuras de gas en estado puro", apunta Simone Nielsen, coautora y estudiante de doctorado que también trabaja en DAWN.

Los investigadores aseguran que esta medición es la más lejana que se ha hecho hasta la fecha del gas hidrógeno frío y neutro. Pero ya han pedido tener más tiempo de observación con el telescopio espacial James Webb para poder ampliar sus resultados y entender más a fondo la primera etapa de la formación de las galaxias.

“Una de las preguntas fundamentales que siempre nos hemos hecho los humanos es: "¿De dónde venimos?", afirma Gabriel Brammer, otro de los autores del estudio. "Aquí nos acercamos un poco más la respuesta al arrojar luz sobre el momento en que se crearon algunas de las primeras estructuras del universo. Es un proceso que investigaremos más a fondo, hasta que, con suerte, seamos capaces de encajar aún más piezas del rompecabezas".