Unos astrónomos de la Universidad de Leiden han encontrado oxígeno en la galaxia más distante jamás observada

Varios astrónomos encontraron átomos de oxígeno en una galaxia observada de la época en que el universo tenía sólo 300 millones de años.

estrellas y galaxias en una imagen
Los investigadores utilizaron datos de James Webb y ALMA para encontrar elementos pesados en el universo temprano. Crédito: JWST.

Para entender el presente es necesario mirar el pasado y así funciona parte de la astronomía. Para entender cómo se formaron las galaxias, cómo surgieron los átomos y el propio universo, es necesario observar las galaxias antiguas. Estas observaciones proporcionan pistas sobre cómo se formó todo lo que conocemos. De hecho, este es uno de los objetos de la misión alrededor del telescopio espacial James Webb.

Una de las misiones de este telescopio y otros es precisamente estudiar la presencia de moléculas en estas primeras galaxias. Esto es importante para entender cómo se formaron los primeros elementos pesados a partir de la fusión nuclear en las primeras generaciones de estrellas. Analizando la presencia de estos elementos y de las primeras moléculas, es posible rastrear la evolución química del universo.

Un nuevo estudio publicado por investigadores de la Universidad de Leiden en los Países Bajos ha utilizado datos del ALMA para detectar átomos de oxígeno en la galaxia más distante jamás observada. Este descubrimiento demuestra que las primeras generaciones de estrellas ya estaban enriqueciendo el medio interestelar con elementos pesados en el universo joven. La presencia de oxígeno en esta galaxia proporciona evidencia de que la evolución química del universo es más rápida de lo que imaginábamos.

¿Por qué observar galaxias distantes?

En los últimos años, los mayores descubrimientos en astronomía están relacionados con observaciones de galaxias distantes. Estas galaxias se formaron apenas unos millones de años después del Big Bang, cuando el universo aún era muy joven. Cuando observamos estas galaxias, estamos mirando al pasado del universo y es posible comprender las etapas de formación de las primeras estructuras como las estrellas y las galaxias.

La luz que emitieron estas galaxias unos millones de años después del Big Bang tarda miles de millones de años en llegar hasta nosotros debido a la velocidad de la luz y a la expansión del Big Bang.

Además, estas galaxias nos permiten probar modelos cosmológicos y comprender mejor las fases del universo joven. Una de ellas es la era de la reionización, que fue un período en el que la radiación de las primeras estrellas calentó e ionizó el gas del universo. Se cree que las primeras estrellas y galaxias se formaron durante el período conocido como la Edad Oscura, cuando no había ninguna fuente de luz.

La importancia del Telescopio Espacial James Webb

Una de las principales misiones del Telescopio Espacial James Webb (JWST) tiene como objetivo observar las primeras galaxias. El JWST fue construido para observar el universo en longitudes de onda infrarrojas, que es la longitud de onda en la que observamos estas galaxias. Se lanzó en diciembre de 2021 y los primeros resultados salieron a la luz en junio de 2022.

La revolución del JWST radica precisamente en su estructura con un espejo primario de 6,5 metros y sus cámaras y espectrógrafos, como NIRCam y MIRI. Están ubicados en un punto llamado punto de Lagrange L2 donde unos escudos térmicos mantienen la temperatura baja para que no capte ruido. Debido a su ubicación, la atmósfera de la Tierra no es un problema.

La galaxia más distante jamás observada

Gracias al JWST fue posible observar la galaxia más lejana jamás registrada, llamada JADES-GS-z14-0. Tiene un redshiftde aproximadamente 14, lo que indica que su luz tardó unos 13.400 millones de años en llegar hasta nosotros. En otras palabras, estamos observando la galaxia JADES-GS-z14-0 cuando el universo tenía menos de 300 millones de años, lo que supone aproximadamente el 2% de su edad actual.

Galaxia JADES-GS-z14-0
La galaxia JADES-GS-z14-0 es la galaxia más antigua jamás observada y fue encontrada utilizando datos del JWST. Crédito: Universidad de Leiden.

Debido a que es una de las más distantes jamás observados, muchos telescopios se centran en estudiar esta galaxia en busca de respuestas sobre la época de la reionización. Uno de los observatorios que contribuyó al estudio fue ALMA, que confirmó la distancia. Además, con ALMA fue posible observar detalles y propiedades de la galaxia que no se habían encontrado antes, un ejemplo fue la detección de elementos y moléculas.

Moléculas de oxígeno

Lo que más llamó la atención del estudio publicado por investigadores de la Universidad de Leiden fue la detección de oxígeno mediante datos de ALMA. Como la galaxia se encuentra en uno de los momentos más tempranos del universo, la presencia de este elemento llama la atención porque demuestra que la galaxia JADES-GS-z14-0 está más evolucionada de lo esperado para una era tan joven en el universo.

La idea principal de la cosmología es que cuando el universo tenía unos 300 millones de años, la edad en la que se encontró JADES-GS-z14-0, las galaxias eran demasiado jóvenes para contener elementos más pesados. Sin embargo, JADES-GS-z14-0 parece tener aproximadamente diez veces más elementos pesados de lo previsto. Esto podría tener un impacto en lo que sabemos y entendemos sobre la formación de galaxias.

Referencia de la noticia

- Universidad de Leiden. Leiden researchers discover oxygen in the most distant known galaxy. 20 marzo 2025.