El Telescopio Espacial James Webb (JWST) continúa sorprendiendo con sus descubrimientos. Desde el estudio de planetas extrasolares hasta la observación de galaxias y estrellas distantes, su capacidad parece ilimitada. Recientemente, un equipo internacional anunció el hallazgo de galaxias candidatas que se remontan a los primeros 400 millones de años del universo. Este mismo grupo ha logrado avanzar aún más, planteando interrogantes sobre nuestras teorías actuales de formación galáctica.
Stefano Carniani, de la Scuola Normale Superiore en Italia y miembro del JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), publicó un estudio en arXiv describiendo las galaxias más distantes jamás observadas. Utilizando el espectrógrafo de infrarrojo cercano del JWST, su equipo estudió tres galaxias previamente identificadas como posibles objetos muy lejanos. Las últimas observaciones confirman que la luz de dos de estas galaxias ha estado viajando durante más de 13.500 millones de años, rompiendo récords de distancia.
Además, ambas galaxias son sorprendentemente grandes y brillantes para su edad, sugiriendo que ya existían galaxias luminosas 300 millones de años después del Big Bang. Este hallazgo implica que las galaxias luminosas podrían haber sido más comunes en esta etapa temprana de la historia cósmica, conocida como el amanecer cósmico.
«Hay algo extraño en estos datos», comenta Carniani. «Durante el amanecer cósmico esperaríamos que las galaxias parecieran más jóvenes y no tuvieran tantas estrellas, ya que la formación de muchas estrellas toma tiempo. O al menos eso pensábamos».
La galaxia más distante, llamada JADES-GS-z14-0, es también la más luminosa entre las dos. El análisis de su espectro sugiere que su luz no proviene de un agujero negro en crecimiento, sino de numerosas estrellas con una masa combinada de 500 millones de soles.
El instrumento de infrarrojo medio del JWST también recogió datos que podrían indicar la presencia de oxígeno, creado cuando una estrella explota. Este hallazgo, presentado en un estudio separado liderado por Jakob Helton de la Universidad de Arizona, sugiere que, incluso en esta época temprana, la galaxia ya experimentaba su segunda o tercera generación de estrellas. Aunque este giro es difícil de entender, las observaciones no violan aún las teorías actuales.
«Los modelos actuales de formación sugieren que las galaxias más luminosas tardan menos de mil millones de años en formar cientos de millones de estrellas similares a nuestro Sol», explica Carniani. «Pero estas galaxias tienen solo alrededor de 300 millones de años».
Existen varias posibles explicaciones para cómo estas galaxias formaron tantas estrellas tan rápidamente. Una posibilidad es que hayamos capturado estas galaxias durante una fase particularmente activa de formación estelar. Otra es que las galaxias no evolucionen a un ritmo constante, sino en ráfagas rápidas. También es posible que el gas se convierta en estrellas más rápidamente de lo que pensábamos, o que estas galaxias sean simplemente anomalías brillantes y no encontremos muchas otras similares.
Bingjie Wang, de Penn State, quien no participó en estos estudios, opina que podría ser cierto que estas galaxias sean excepciones brillantes. Ella explica que, dado que las galaxias grandes y brillantes son las más fáciles de ver, cualquier encuesta es más propensa a detectarlas. Pero esto no significa que estas galaxias representen a la población en su totalidad. La mayoría de las galaxias en esta época temprana podrían ser tan pequeñas y tenues como se esperaba.
En el futuro, si la mayoría de los objetos distantes por encima de cierta masa resultan ser más grandes y luminosos de lo esperado, esto podría desafiar nuestra comprensión actual de cómo se forman y evolucionan las galaxias. Wang está emocionada por ver cómo se resuelve este misterio.
«Creo que es un poco prematuro decir que hay algo mal en nuestro modelo estándar», comenta. «Todo lo que tenemos ahora es una pista. Necesitamos una muestra estadística más grande para sacar conclusiones sólidas».
