Un hallazgo sin precedentes ha cambiado nuestra comprensión sobre la formación de las primeras galaxias del universo. Dos equipos de astrónomos han detectado oxígeno en la galaxia más distante conocida hasta ahora, JADES-GS-z14-0, gracias a observaciones realizadas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Los resultados, publicados en dos estudios independientes, desafían las teorías actuales sobre la evolución química del cosmos primitivo.
Una galaxia más madura de lo esperado
Descubierta en 2024, JADES-GS-z14-0 es la galaxia confirmada más lejana hasta la fecha. Su luz ha tardado 13.400 millones de años en llegar hasta nosotros, lo que significa que la vemos tal como era cuando el universo tenía menos de 300 millones de años, es decir, apenas el 2% de su edad actual. Sorprendentemente, la detección de oxígeno con ALMA sugiere que esta galaxia ya era químicamente madura en un período en que los astrónomos esperaban encontrar estructuras más primitivas.
“Es como encontrar un adolescente donde solo cabría esperar bebés”, explica Sander Schouws, doctorando en el Observatorio de Leiden (Países Bajos) y autor principal de uno de los estudios. “Nuestros resultados muestran que la galaxia se formó y evolucionó mucho más rápido de lo que imaginábamos, lo que refuerza la idea de que las galaxias se desarrollan a una velocidad mayor de lo previsto”.
Un universo joven, pero con elementos pesados
Las galaxias nacen repletas de estrellas jóvenes compuestas principalmente por hidrogeno y helio. A medida que estas estrellas evolucionan, generan elementos más pesados, como el oxígeno, que se dispersan en su entorno al morir. Hasta ahora, se pensaba que el universo a los 300 millones de años de edad era demasiado joven para albergar galaxias enriquecidas con elementos pesados. Sin embargo, los datos de ALMA revelan que JADES-GS-z14-0 posee aproximadamente diez veces más elementos pesados de lo esperado, desafiando los modelos actuales de formación galáctica.
“Me sorprendieron los resultados porque abren una nueva ventana para comprender las primeras etapas de la evolución de las galaxias”, comenta Stefano Carniani, de la Scuola Normale Superiore de Pisa (Italia) y autor principal del segundo estudio. “El hecho de que una galaxia ya esté madura en una época tan temprana del universo nos obliga a replantear nuestros modelos sobre cómo y cuándo se formaron estas estructuras”.
Una medición de distancia sin precedentes
La detección de oxígeno también ha permitido calcular la distancia a JADES-GS-z14-0 con una precisión extraordinaria. “ALMA nos ha proporcionado una medición de la distancia con un margen de error del 0,005%, equivalente a una exactitud de 5 cm a 1 km de distancia”, destaca Eleonora Parlanti, estudiante de doctorado en la Scuola Normale Superiore de Pisa. Este nivel de precisión es clave para refinar nuestro conocimiento sobre las propiedades de las galaxias en el universo temprano.
“Si bien la galaxia fue descubierta originalmente por el Telescopio Espacial James Webb (JWST), ALMA ha sido fundamental para confirmar y determinar con exactitud su enorme distancia”, señala Rychard Bouwens, profesor asociado en el Observatorio de Leiden. “Este hallazgo demuestra la increíble sinergia entre ALMA y JWST para desentrañar la historia de las primeras galaxias”.
Gergö Popping, astrónomo de ESO en el Centro Regional Europeo ALMA, quien no participó en los estudios, agrega: “Me sorprendió mucho la claridad con la que ALMA detectó oxígeno en JADES-GS-z14-0. Esto sugiere que las galaxias pueden formarse y enriquecerse químicamente mucho más rápido de lo que creíamos. Este resultado destaca el papel crucial de ALMA en la comprensión de las condiciones en que se formaron las primeras galaxias del universo”.
Referencias
Los resultados de las investigaciones han sido publicados en los siguientes artículos científicos:
- Carniani et al. “The eventful life of a luminous galaxy at z=14: metal enrichment, feedback, and low gas fraction?”
- Schouws et al. “Detection of [OIII]88μm in JADES-GS-z14-0 at z=14.1793”
