El telescopio espacial James Webb (JWST) ha detectado luz ultravioleta en una galaxia cuando el universo tenía solo 330 millones de años. El hallazgo indica que el cosmos ya había iniciado la reionización, un proceso esencial que sucedió en el universo primitivo tras la formación de las primeras galaxias.
La investigación, cuyos resultados se han publicado este miércoles en la revista Nature, ha sido realizada por investigadores de seis países europeos -entre ellos del Centro de Astrobiología de España-, Canadá y Estados Unidos, con datos obtenidos por el instrumento NIRSpec del James Webb, operado por las agencias espaciales de Estados Unidos (NASA), Europa (ESA) y Canadá (CSA).
Las mediciones de radiación cósmica emitidas unos 380.000 años después del Big Bang muestran un cosmos lleno de hidrógeno caliente y gas de helio con una temperatura y densidad casi uniformes. A parir de ahí, comenzó lo que se llama ‘la edad oscura cósmica’, donde solo había gas (y materia y energía oscuras) y las estrellas aún no se habían «encendido».
Lo sucedido en los 300 millones de años siguientes de historia cósmica sigue rodeado de misterio. Es el periodo denominado ‘amanecer cósmico’, en el que, a medida que el universo se expandía y enfriaba, las estrellas, galaxias y agujeros negros empezaban a emerger y crecer a partir de un gas casi homogéneo.
Pero el telescopio espacial James Webb fue diseñado y equipado para captar la luz estelar de ese amanecer cósmico y puede observar longitudes de onda más rojas que su predecesor, el Hubble, y detectar galaxias a menos de 300 millones de años desde el Big Bang.
El nuevo estudio, liderado por Joris Witstok, de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), informa de la detección de evidencias de reinonización en el medio intergaláctico alrededor de una galaxia (JADES-GS-z13-1-LA) tan solo 330 millones de años después del Big Bang, un hallazgo que sitúa en el tiempo el inicio de la reionización cósmica, un proceso que hasta ahora no se sabía cuándo había comenzado.
El amanecer cósmico
Tras el Big Bang, que tuvo lugar hace 13.800 millones de años, el universo, formado por hidrógeno y gas de helio se enfrió gradualmente. Ese periodo se llama la ‘edad oscura cósmica’.
Después, las primeras galaxias iluminarían el universo. Los fotones de longitudes de onda ultravioleta específicas (conocidas como el continuo de Lyman) serían absorbidos por el hidrógeno neutro, mientras que las longitudes de onda más cortas reionizaron el gas, haciendo el universo transparente a los fotones de Lyman y dejándolos pasar hasta la Tierra.
Ese momento, conocido como la reionización cósmica, ha sido incierto porque aunque observaciones previas del James Webb habían identificado galaxias brillantes que producían luz ultravioleta cuando el Universo tenía menos de 300 millones de años, faltaban pruebas directas de reionización.
Ahora, el nuevo estudio ha detectado una señal de este proceso tan solo 330 millones de años después del Big Bang.
Los autores creen que estos hallazgos ayudan a delimitar el inicio de la reionización cósmica y ofrecen nuevas perspectivas sobre la naturaleza de las primeras galaxias.
En una perspectiva titulada «Un faro en la niebla del amanecer cósmico» y publicada en la misma revista, Michele Trenti, de la Universidad de Melbourne (Australia) valora los resultados del estudio pero apunta que hacen falta más observaciones para conseguir más datos que indiquen cómo y cuándo se desarrolló el proceso de reionización.
No obstante, subraya, «el JWST está encontrando galaxias más abundantes y brillantes de lo esperado por la mayoría de los modelos teóricos de formación temprana de galaxias».
«No cabe duda de que a medida que el JWST continúe su misión habrá más datos para estudiar nuestro origen cósmico», concluye.
