Detectan oxígeno en la galaxia más lejana jamás observada

El descubrimiento de oxígeno en una galaxia, muy, pero muy lejana, desafía las teorías sobre el universo primitivo.

En un descubrimiento que está redefiniendo nuestra comprensión del universo temprano, un equipo internacional de astrónomos detectó oxígeno en JADES-GS-z14-0, la galaxia más distante conocida hasta la fecha. Situada a una distancia tal que su luz tardó 13 mil 400 millones de años en llegar a la Tierra, esta galaxia ofrece una ventana única a los primeros momentos del cosmos.

No obstante, la presencia de oxígeno, un elemento pesado, sugiere que JADES-GS-z14-0 es químicamente más madura de lo que se creía posible para una galaxia de su época. Lo cual llevó a los científicos a cuestionar las teorías actuales sobre la formación y evolución de las galaxias.

El hallazgo, realizado con la ayuda del telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) en Chile, se anunció por el Observatorio Europeo Austral (ESO) y fue aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal. De acuerdo con los investigadores, la detección de oxígeno en una galaxia tan antigua es comparable a “encontrar a un adolescente donde únicamente esperarías encontrar bebés”, en palabras de Sander Schouws, estudiante de doctorado en el Observatorio de Leiden y autor principal del estudio.

Una galaxia madura en un universo joven

Las galaxias en las primeras etapas del universo suelen estar dominadas por estrellas jóvenes formadas principalmente por elementos ligeros como hidrógeno y helio. A medida que estas estrellas envejecen y mueren, producen elementos más pesados, como el oxígeno, que se dispersan por la galaxia.

Hasta ahora, se creía que el universo, cuando tenía apenas 300 millones de años, era demasiado joven para albergar galaxias con una abundancia significativa de elementos pesados. Aunque, JADES-GS-z14-0 desafía esta idea, ya que contiene aproximadamente 10 veces más elementos pesados de lo esperado.

“Estos resultados son inesperados y abren una nueva perspectiva sobre las primeras fases de la evolución de las galaxias”, afirmó Stefano Carniani, de la Escuela Normal Superior de Pisa en Italia y autor principal de un segundo estudio relacionado, que se publicará en Astronomy & Astrophysics. “La evidencia de una galaxia ya madura en el universo infantil plantea preguntas fundamentales sobre cuándo y cómo se formaron las primeras galaxias”, agregó.

Además de revelar la presencia de oxígeno, las observaciones de ALMA permitieron a los astrónomos medir la distancia a JADES-GS-z14-0 con una precisión extraordinaria. “La detección de ALMA ofrece una medición de la distancia con una incertidumbre de sólo el 0.005 por ciento”, explica Eleonora Parlanti, estudiante de doctorado en la Escuela Normal Superior de Pisa y coautora del estudio. “Este nivel de precisión es análogo a medir cinco centímetros en una distancia de un kilómetro. Lo cual ayuda a refinar nuestra comprensión de las propiedades de las galaxias distantes”, indicó

Tal precisión es crucial para los astrónomos, pues les permite estudiar con mayor detalle las características de las galaxias más antiguas y comprender mejor los procesos que dieron forma al universo en sus inicios.

Implicaciones para la cosmología

El descubrimiento de oxígeno en JADES-GS-z14-0 desafía las teorías actuales sobre la formación de galaxias y sugiere que los procesos de evolución galáctica pueden haber ocurrido mucho más rápido de lo que se pensaba. “Los resultados muestran que esta galaxia se formó muy rápidamente y está madurando a un ritmo acelerado”, señala Schouws. “Esto se suma a un creciente cuerpo de evidencia que indica que la formación de galaxias en el universo primitivo fue más rápida y compleja de lo que habíamos imaginado”, acotó.

Este hallazgo también tiene implicaciones para nuestra comprensión de la nucleosíntesis, el proceso mediante el cual se forman los elementos químicos en el interior de las estrellas. La presencia de oxígeno en una galaxia tan joven sugiere que las primeras generaciones de estrellas ya estaban produciendo y dispersando elementos pesados en una etapa muy temprana de la historia del universo.

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Por ahora, JADES-GS-z14-0 sigue siendo un enigma fascinante, una galaxia que desafía nuestras expectativas. Y nos recuerda que el universo primitivo era un lugar mucho más dinámico y complejo de lo que habíamos imaginado.