Un revolucionario proyecto científico internacional ha publicado los datos del mapa más extenso del universo jamás creado, desafiando las teorías existentes sobre cómo se formaron las primeras galaxias tras el Big Bang.
Un catálogo de 800,000 galaxias que abarca casi toda la historia cósmica
La colaboración científica multinacional COSMOS anunció la liberación de datos del proyecto COSMOS-Web, que utiliza el Telescopio Espacial James Webb (JWST) para crear un catálogo de casi 800,000 galaxias que abarca prácticamente toda la historia cósmica.
«Nuestro objetivo era construir este campo profundo del espacio en una escala física que superara ampliamente todo lo que se había hecho antes», explicó Caitlin Casey, profesora de física de UC Santa Barbara y co-líder de la colaboración COSMOS junto con Jeyhan Kartaltepe del Rochester Institute of Technology.
Para dimensionar la magnitud del proyecto, Casey ofreció una comparación reveladora: «Si tuvieras una impresión del Hubble Ultra Deep Field en una hoja de papel estándar, nuestra imagen sería ligeramente más grande que un mural de 13 pies de alto por 13 pies de ancho, a la misma profundidad. Es realmente impresionantemente grande».
Mirando hacia atrás 13.5 mil millones de años
La imagen compuesta de COSMOS-Web alcanza aproximadamente 13.5 mil millones de años hacia atrás, cubriendo cerca del 98% de todo el tiempo cósmico, considerando que el universo tiene alrededor de 13.8 mil millones de años según la NASA.
El objetivo de los investigadores no era solo encontrar las galaxias más interesantes del inicio de los tiempos, sino también obtener una visión más amplia de los entornos cósmicos que existían durante el universo primitivo, durante la formación de las primeras estrellas, galaxias y agujeros negros.
«El cosmos está organizado en regiones densas y vacíos», explicó Casey. «Y queríamos ir más allá de encontrar las galaxias más distantes; queríamos obtener ese contexto más amplio de dónde vivían».
La gran sorpresa: 10 veces más galaxias de lo previsto
Antes de que el JWST entrara en funcionamiento, Casey y sus colegas astrónomos hicieron sus mejores predicciones sobre cuántas más galaxias podría detectar el telescopio espacial, dado su espejo primario de 6.5 metros de diámetro (aproximadamente seis veces más grande que el espejo de 2.4 metros del Hubble).
Las mejores mediciones del Hubble sugerían que las galaxias dentro de los primeros 500 millones de años serían increíblemente raras. Sin embargo, los resultados han sido sorprendentes.
«La gran sorpresa es que con JWST, vemos aproximadamente 10 veces más galaxias de lo esperado a estas distancias increíbles», reveló Casey. «También estamos viendo agujeros negros supermasivos que ni siquiera son visibles con Hubble».
Además de ver más cantidad, están observando diferentes tipos de galaxias y agujeros negros, agregó la investigadora.
¿Está rompiendo el modelo cosmológico?
Los descubrimientos han planteado interrogantes fundamentales sobre nuestro entendimiento del universo primitivo.
«Desde que el telescopio se encendió nos hemos estado preguntando ‘¿Están estos conjuntos de datos de JWST rompiendo el modelo cosmológico? Porque el universo estaba produciendo demasiada luz muy temprano; solo tuvo alrededor de 400 millones de años para formar algo como mil millones de masas solares de estrellas. Simplemente no sabemos cómo hacer que eso suceda», reflexionó Casey.
Esta observación sugiere que el universo primitivo era mucho más activo y poblado de lo que los modelos actuales predicen, lo que podría requerir una revisión de nuestro entendimiento de la formación galáctica temprana.
Democratización de la ciencia espacial
Al liberar estos datos al público, los investigadores esperan que otros astrónomos de todo el mundo los utilicen para refinar nuestra comprensión de cómo se pobló el universo primitivo y cómo todo evolucionó hasta el presente.
«Una gran parte de este proyecto es la democratización de la ciencia y hacer que las herramientas y datos de los mejores telescopios sean accesibles a la comunidad más amplia», enfatizó Casey.
Los datos se hicieron públicos casi inmediatamente después de ser recopilados, pero solo en su forma cruda, útil únicamente para aquellos con conocimiento técnico especializado y acceso a supercomputadoras. La colaboración COSMOS ha trabajado incansablemente durante los últimos dos años para convertir datos crudos en imágenes y catálogos ampliamente utilizables.
Más misterios por resolver
El conjunto de datos también podría proporcionar pistas sobre otros misterios pendientes del cosmos, como la materia oscura y la física del universo primitivo que pueden ser diferentes de lo que conocemos hoy.
«Porque la mejor ciencia realmente se hace cuando todos piensan sobre el mismo conjunto de datos de manera diferente», explicó Casey. «No es solo para que un grupo de personas descifre los misterios».
Exploraciones futuras
Para la colaboración COSMOS, la exploración continúa. Han regresado al campo profundo para mapearlo y estudiarlo más a fondo.
«Tenemos más recopilación de datos por venir», anticipó Casey. «Creemos que hemos identificado las galaxias más tempranas en la imagen, pero necesitamos verificar eso».
Para hacerlo, utilizarán espectroscopia, que descompone la luz de las galaxias en un prisma, para confirmar la distancia de estas fuentes. «Como subproducto», agregó Casey, «podremos entender la química interestelar en estos sistemas a través del rastreo de nitrógeno, carbono y oxígeno. Hay mucho por aprender y apenas estamos comenzando a arañar la superficie».
Los artículos científicos que acompañan el proyecto han sido enviados al Astrophysical Journal y Astronomy & Astrophysics, mientras que la imagen de COSMOS-Web está disponible para navegación interactiva en línea, permitiendo que cualquier persona explore este mapa sin precedentes del universo primitivo.
