Descubren oxígeno en la galaxia más distante conocida, desafiando teorías sobre la evolución cósmica

Un equipo de astrónomos ha detectado oxígeno en la galaxia más distante jamás observada, JADES-GS-z14-0, lo que está revolucionando nuestra comprensión sobre la rapidez con la que se formaron las primeras galaxias en el universo.

El recuadro en esta imagen muestra a JADES-GS-z14-0, la galaxia más distante conocida hasta hoy. Los dos espectros mostrados aquí son el resultado de un análisis independiente de los datos del ALMA realizado por dos equipos de astrónomos. Ambos encontraron una línea de emisión de oxígeno, lo que convierte a esta detección en la más distante de oxígeno, cuando el universo tenía solo 300 millones de años. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Carniani et al./S. Schouws et al/JWST: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (CfA).

Descubierta el año pasado, JADES-GS-z14-0 es la galaxia confirmada más lejana hasta la fecha. Su luz ha viajado 13.400 millones de años para llegar hasta nosotros, lo que significa que la observamos tal como era cuando el universo tenía menos de 300 millones de años, apenas el 2 % de su edad actual. La detección de oxígeno en esta galaxia indica que es mucho más madura químicamente de lo que se esperaba para ese periodo cósmico temprano.

«Es como encontrar un adolescente donde solo se esperarían bebés», explicó Sander Schouws, investigador en el Observatorio de Leiden, Países Bajos, y autor principal de un estudio reciente a publicarse en The Astrophysical Journal. «Los resultados muestran que esta galaxia se formó y evolucionó a una velocidad sorprendente, lo que desafía los modelos actuales de formación galáctica».

Esta es una impresión artística de JADES-GS-z14-0, que hasta hoy es la galaxia confirmada más distante. Las galaxias en el universo temprano tienden a ser irregulares y con una distribución desordenada. Las explosiones de supernovas en esta galaxia habrían dispersado elementos pesados forjados dentro de las estrellas, como el oxígeno, que ha sido detectado ahora con el ALMA. Crédito: ESO/M. Kornmesser.

En sus primeras etapas, las galaxias están compuestas principalmente por elementos ligeros como hidrógeno y helio. A medida que las estrellas evolucionan, generan elementos más pesados como el oxígeno, que se dispersan en la galaxia tras la muerte de estas estrellas. Hasta ahora, los astrónomos creían que, con solo 300 millones de años, el universo era demasiado joven para albergar galaxias con una abundancia significativa de elementos pesados. Sin embargo, los nuevos datos obtenidos gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) indican que JADES-GS-z14-0 tiene hasta 10 veces más elementos pesados de lo esperado.

Stefano Carniani, investigador de la Scuola Normale Superiore de Pisa y autor principal de otro estudio independiente que será publicado en Astronomy & Astrophysics, se mostró sorprendido por el hallazgo.

«Estos resultados abren una nueva perspectiva sobre las primeras fases de la evolución galáctica. Que una galaxia ya esté tan evolucionada en una etapa tan temprana del universo nos obliga a replantearnos cuándo y cómo se formaron las primeras galaxias», comentó.

Mayor precisión en la distancia

Además de revelar su composición química, la detección de oxígeno ha permitido medir con gran precisión la distancia de JADES-GS-z14-0.

«Ahora tenemos una medición con un margen de error de apenas 0.005 %, lo que equivale a una precisión de 5 cm en una distancia de 1 km», señaló Eleonora Parlanti, estudiante de doctorado en la Scuola Normale Superiore de Pisa y coautora del último estudio.

El descubrimiento también resalta la sinergia entre el ALMA, ubicado en Chile, y el telescopio espacial James Webb.

«Aunque la galaxia fue identificada inicialmente con el Webb, fue ALMA quien confirmó y determinó con exactitud su increíble distancia», concluyó Rychard Bouwens, profesor asociado en el Observatorio de Leiden y miembro del equipo de investigación.

Fuente: ESO. Edición: MP.