Gracias a observaciones realizadas con el Telescopio Espacial James Webb (JWST), un equipo científico internacional, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), halla una minúscula galaxia que emitió su luz hace más de 13 mil millones de años. La galaxia, detectada a través del efecto de lente gravitatoria, es la más pequeña observada a esta distancia y tiene un ritmo de formación estelar extremadamente alto para su tamaño. Este descubrimiento podría ayudar a conocer mejor las galaxias que existían poco después de la creación del Universo. El artículo se publica en la revista Science.

"Esta galaxia está muy lejos del alcance de cualquier telescopio, excepto del James Webb, y estas primeras observaciones de una galaxia distante son espectaculares", explica Patrick Kelly, investigador de la Universidad de Minnesota que ha coliderado el estudio. “En las imágenes del JWST podemos ver la mayor parte del camino hasta el Big Bang –prosigue–. Nunca habíamos observado galaxias cuando el universo era tan joven con este nivel de detalle. El volumen de la galaxia es aproximadamente una millonésima parte del de la Vía Láctea, pero podemos ver que sigue formando el mismo número de estrellas cada año”.

El JWST puede observar un campo lo suficientemente amplio como para obtener imágenes de todo un cúmulo de galaxias a la vez. El equipo de investigación pudo encontrar y estudiar esta nueva y diminuta galaxia, denominada RX J2129-z95, debido a un fenómeno llamado lente gravitacional, donde la masa, como la de una galaxia o un cúmulo de galaxias, curva y magnifica la luz. La lente de un cúmulo de galaxias, RX J2129.6+0005, hizo que esta pequeña galaxia de fondo pareciera 20 veces más brillante de lo que sería si el cúmulo no estuviera aumentando su luz.

A continuación, los investigadores usaron la espectroscopia para medir la distancia a la que se encontraba la galaxia, además de algunas de sus propiedades físicas y químicas. "Las galaxias que existían cuando el Universo estaba en su infancia son muy diferentes de lo que vemos ahora en el Universo cercano", señala Hayley Williams, estudiante de doctorado del Instituto de Astrofísica de Minnesota y primera autora del artículo. "Este descubrimiento puede ayudarnos a saber más sobre las características de esas primeras galaxias, cómo se formaron y en qué se diferencian de las galaxias cercanas", añade.

El JWST puede recoger unas seis veces más luz que el telescopio espacial Hubble y es mucho más sensible a longitudes de onda más largas en el espectro infrarrojo. Esto permite a los científicos acceder a una ventana de datos completamente nueva. “El telescopio espacial James Webb tiene la asombrosa capacidad de ver muy lejos en el Universo –apunta Ismael Pérez-Fournon, investigador del IAC y de la Universidad de La Laguna (ULL) que ha participado en el estudio–. Vemos cosas que otros telescopios nunca habrían sido capaces de captar; básicamente, estamos obteniendo una instantánea de nuestro universo en los primeros 500 millones de años de su vida. Además, el aumento del brillo que proporciona el efecto de lente gravitacional del cúmulo de galaxias es equivalente a observar esta galaxia diminuta con un telescopio como el Webb de más de 100 m de diámetro”.

“El estudio de las galaxias que estaban presentes cuando el Universo era mucho más joven puede ayudar a la comunidad científica a obtener respuestas de algunas de las grandes preguntas de la Astronomía, tales como la reionización del Universo, es decir, el proceso que hizo que el Universo volviera a componerse de plasma ionizado y el cosmos comenzara a adquirir el aspecto que conocemos”, concluye Frédérick Poidevin, investigador del IAC y coautor del artículo.

Artículo: Hayley Williams, Patrick Kelly et al. “A magnified compact galaxy at redshift 9.51 with strong nebular emission lines”. Science, Apr 2023 DOI: 10.1126/science.adf5307

Contacto en el IAC:
Ismael Pérez-Fournon, ipf [at] iac.es (ipf[at]iac[dot]es)
Frédérick Poidevin, frederick.poidevin [at] iac.es (frederick[dot]poidevin[at]iac[dot]es)