Astrónomos descubren una antigua fuente de luz que encendió el universo

Las teorías sobre el origen del universo han fascinado a científicos y filósofos durante siglos. Una de las fases más enigmáticas en la cronología cósmica es la época de reionización cósmica, un período crucial que tuvo lugar aproximadamente mil millones de años después del Big Bang. Durante esta etapa, los primeros fotones emitidos por las galaxias comenzaron a transformar el universo en el vasto y complejo cosmos que observamos hoy en día.

Un equipo internacional de científicos ha identificado las galaxias enanas más allá de los mil millones de años del universo como las responsables de producir los primeros fotones que dieron inicio a la época de reionización cósmica. Estos hallazgos, publicados en la revista Nature, se lograron mediante el análisis de los datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST), de $10 mil millones de dólares (aproximadamente €9.1 mil millones).

La investigación se realizó en el marco del programa UNCOVER (Ultradeep NIRSpec and NIRCam ObserVations before the Epoch of Reionization), que, utilizando una combinación de técnicas avanzadas, ha logrado investigar estas galaxias extremadamente débiles. El astrónomo Hakim Atek, de la Universidad de la Sorbona y líder del estudio, detalló: “La sensibilidad increíble de NIRSpec, combinada con la amplificación gravitacional proporcionada por Abell 2744 nos permitió identificar y estudiar estas galaxias en detalle”. La avanzada tecnología permitió a los científicos observar con detalle sin precedentes. Los resultados ofrecen una ventana novedosa a la época de reionización, ayudando a delinear mejor los procesos que definieron los primeros mil millones de años del universo.

Abell 2744, también conocido como el cúmulo de Pandora, facilitó esta observación gracias al efecto de lente gravitacional, que usa la curvatura del espacio-tiempo alrededor de objetos masivos como un lente. Este cúmulo, una amalgama de al menos cuatro cúmulos de galaxias más pequeños, permitió a los científicos detectar las fuentes de luz de ocho galaxias extremadamente tenues.

Iryna Chemerynska, astrofísica del Institut d’Astrophysique de París y coautora del estudio, expresó: “Este descubrimiento revela el papel crucial que jugaron las galaxias ultra-tenues en la evolución temprana del universo. Producen fotones ionizantes que transforman el hidrógeno neutro en plasma ionizado durante la reionización cósmica.”

El descubrimiento se considera un logro significativo debido a la dificultad de detectar estas galaxias. Para ellos, se empleó tecnología avanzada como la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) y el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) del JWST. El equipo aprovechó la Técnica de Ensamblaje de Múltiples Obturadores de NIRSpec, lo que les permitió capturar espectroscopía de múltiples objetos en estas galaxias extremadamente tenues por primera vez.

“La abundancia de estas galaxias de baja masa durante este período es tan sustancial que su influencia colectiva puede transformar el estado del universo,” subrayó Atek. Agregó, “A pesar de su pequeño tamaño, estas galaxias son prolíficas productoras de radiación energética”.

Durante las investigaciones, los científicos realizaron imágenes ultra profundas y siguieron con análisis espectroscópicos, confirmando que estas galaxias producían suficiente radiación para acabar con la “tiranía sin luz” del gas primordial del universo temprano. “Destaca la importancia de comprender las galaxias de baja masa en la configuración de la historia del universo”, añadió Chemerynska.

Este es solo el comienzo de lo que JWST podría estudiar en el futuro. Otro programa en el que Atek es investigador principal se denomina GLIMPSE (Gravitational Lensing & NIRCam Imaging to Probe Early Galaxy Formation and Sources of Reionization), que apunta a explorar una era conocida como el Amanecer Cósmico, cuando el universo tenía solo unos pocos millones de años.

Estos hallazgos abren nuevas oportunidades para entender los procesos formativos del universo temprano y muestran el poder sin precedentes del JWST para explorar estos tiempos remotos con una precisión sin precedentes.