Nuevo récord de galaxia más lejana del universo

Un equipo de astrónomos ha logrado detectar y determinar la distancia a una galaxia que es, “probablemente”, puntualizan con cautela, la más lejana descubierta hasta ahora. Se denomina EGS8p7 y emitió hace más de 13.200 millones de años la luz que ahora llega a los telescopios terrestres. Dado que el cosmos tiene unos 13.800 millones de años, esa galaxia, tal y como se ve ahora aquí, corresponde al universo joven, cuando habían transcurrido solo unos 600 millones de años desde el Big Bang. El simple hecho de que se haya podido hacer el análisis clave de la luz de galaxia para determinar su distancia aporta información sobre la evolución del cosmos joven al tiempo que abre incógnitas sobre su comprensión actual, apuntan los científicos. La distancia de EGS8p7 lleva más lejos la búsqueda e investigación de galaxias remotas que hace solo unos meses (el pasado mayo) se había apuntado el récord ahora superado.

Los astrónomos miden la distancia a los objetos celestes distantes con un parámetro denominado corrimiento al rojo (z) y cuanto mayor es su valor, más lejos están. No es difícil entenderlo: de modo similar a como cambia la frecuencia de las ondas de sonido si el objeto que las emite se acerca o se acerca (el diferente sonido de la sirena de una ambulancia o el pitido de un tren es el ejemplo clásicos), la onda de la luz se estira cuando el objeto emisor se aleja en el universo en expansión; así, la luz emitida por una galaxia que se aleja de nosotros, por ejemplo en ultravioleta, será captada por los telescopios en una longitud de onda más grande del espectro electromagnético, como el infrarrojo. Este denominado corrimiento al rojo será mayor cuanto más lejos esta el objeto celeste emisor, según dicta la constante que el célebre astrónomo estadounidense Edwin Hubble enunció en los años treinta del siglo pasado, desvelando así que el universo está en expansión. El valor del corrimiento al rojo de la galaxia EGS8p7 dada a conocer hace unos días en la revista Astrophysical Journal Letter, es de 8,68, mientras que el de la galaxia anterior, la presentada el pasado mayo es de 7.73. Ambos descubrimientos proceden del observatorio Keck (con sus dos grandes telescopios, de espejo principal de 10 metros de diámetro, situados en Hawai) y, en concreto, de un instrumento avanzado de observación, el espectrómetro Mosfire, pero completando observaciones realizadas previamente con otros telescopios, incluidos el Hubble y el Spitzer.

Esa galaxia corresponde al universo joven, cuando habían transcurrido solo unos 600 millones de años desde el Big Bang

Los astrónomos, en estos estudios, buscan en la firma de determinados elementos químicos en la luz que captan de las galaxias y miden así cuánto se ha desplazado en el espectro electromagnético, es decir, cuanto se ha corrido hacia el rojo, para poder calcular la distancia del objeto celeste que la emitió. El problema es que las condiciones del universo cuando era joven no eran exactamente las mismas que ahora.

Al principio el cosmos estaba demasiado caliente para que se formasen átomos neutros y todo era una sopa de electrones y protones por la que los fotones, las partículas de luz, no podían circular libremente, así que era opaco. Cuando habían transcurrido unos 380.000 años desde la explosión inicial, se había enfriado suficiente como para que los protones atrapasen a los electrones y formaran átomos neutros de hidrógeno; así los fotones empezaron a circular libremente y el universo se hizo transparente. Solo entonces empezó a viajar la luz, por lo que no es posible ver ahora objetos anteriores, de la época opaca.

Entre 500.000 años y un millón de años después empiezan a formarse galaxias y se ioniza otra vez aquel gas neutro, fundamentalmente hidrógeno. Pero poco antes de la reionización, explica Rod Pyle en un artículo de Caltech que explica el descubrimiento de la galaxia más lejana, las nubes de hidrógeno neutro absorberían radiación emitida por las galaxias entonces en formación, en concreto la radiación del hidrógeno caliente denominada Lyman-alpha cuya firma buscan los astrónomos en los análisis de la luz para determinar, entre otras cosas, el corrimiento al rojo de objetos lejanos.

Así era el universo primitivo

“Debido a esa absorción, no sería posible, en teoría, encontrar la firma Lyman-alpha de la galaxia EGS8p7”, añade Pyle. Y cita a uno de los autores del descubrimiento, Adi Zitrin: “Si miras galaxias en universo primitivo, hay mucho hidrógeno neutro que no es transparente para esta emisión. Esperábamos que la mayor parte de la radiación de esta galaxia habría sido absorbida por el hidrógeno, pero aún así vemos [la firma] Lyman-alfa”.

La sorpresa, efectivamente, ha sido lograrlo para una galaxia que emitiría su radiación cuando el universo, antes de la reionización, estaría lleno de nubes de hidrógeno que debería haberla absorbido.

Esta contradicción podría no serlo, señala Zitrin, si la reionización no se produjo de forma uniforme en el universo sino que fue un proceso parcheado, que algunas galaxias en formación eran tan brillantes, tan calientes, que formarían burbujas de hidrógeno ionizado. “La galaxia que hemos observado, EGS8p7, que es inusualmente luminosa, pudo estar alimentada por una población de estrellas especialmente calientes y pudo tener propiedades especiales que permitieron la formación de una gran burbuja de hidrógeno ionizado mucho antes de lo normal para las galaxias típicas de aquella época”, añade Sirio Belli, de Caltech, que trabaja en el proyecto. Hay mucho que conocer aún y comprender de aquella determinante fase de reionización del universo.