El cielo remoto era un bullir de galaxias

En el universo primitivo, cuando solo habían pasado 1.000 o 2.000 millones de años desde el Big Bang, había muchas más galaxias con frenética formación estelar en su interior que ahora, cuando el cosmos tiene 13.700 millones de años. Esas galaxias eran mil veces más abundantes entonces que en la actualidad y más tempranas de lo que se pensaba, afirman unos astrónomos que han echado un privilegiado vistazo al pasado remoto del cielo. “Incluso siendo objetos de los más brillantes del universo, son difíciles de ver con telescopios que captan la luz visible, como el Hubble”, dice Dan Marrone, uno de los astrónomos que han observado y medido esas galaxias con un potente nuevo radiotelescopio internacional, tan moderno que aún no está terminado. Se trata del ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), una batería de antenas situada a más de 5.000 metros de altura en los Andes chilenos. “Para el ALMA esas galaxias son de los objetos más brillantes fuera de nuestra Vía Láctea”, añade Marrone, del Observatorio Steward (EE UU).

Además de descubrir esas galaxias lejanas, tan activas en formación entelar y tan abundantes, los investigadores, liderados por Joaquín Vieira, del Instituto de Tecnología de California (Caltech), han identificado la firma de moléculas de agua en su luz, lo que significa la detección de agua más lejana hasta ahora.

Al observar en la distancia, los astrónomos ven en el pasado del universo: la luz que captan con sus telescopios fue emitida por las lejanas galaxias hace más de 12.000 millones de años y, desde entonces, aquellos fotones de luz han estado viajando, a su velocidad constante de 300.000 kilómetros por segundo, trayendo información de cómo eran los objetos celestes que los emitieron.

Los astrofísicos sostienen que los procesos más activos de formación estelar se dieron en el universo primitivo, en galaxias masivas y brillantes en las que enormes cantidades de gas y polvo se convertían en nuevas estrellas muy rápidamente, a un ritmo cientos de veces superior al de las actuales galaxias reposadas como la Vía Láctea. Hacia aquellas dirigieron su interés Vieira y sus colegas, primero buscando los mejores candidatos con el telescopio estadounidense de 10 metros de diámetro instalado en el Polo Sur y, después, con el ALMA, que actúa como un zoom en regiones muy pequeñas del cielo. En total han estudiado 26 galaxias y la mayoría emitieron la luz que ahora nos llega hace unos 12.000 millones de años, es decir, cuando el universo tenía solo 2.000 millones de años. Pero dos de ellas son más antiguas aún, del universo de mil millones de años, y una parece ser la más activa en formación estelar que nunca se ha visto. Vieira y sus colaboradores han presentado estos descubrimientos en tres artículos publicados en las revistas Nature y Astrophysical Journal, coincidiendo con la inauguración oficial (la semana pasada) del radiotelescopio ALMA, del Observatorio Europeo Austral (ESO) junto con instituciones de Estados Unidos y Japón.

En realidad estos científicos han contado con ayuda de la naturaleza para ver las galaxias tan lejanas. Se llama efecto de lente gravitacional y fue predicho por Einstein en su Teoría General de la Relatividad. Cuando la luz procedente de una galaxia lejana pasa junto a otra más próxima al observador —en la línea de visión de este— resulta amplificada y la fuente parece más brillante. Algunas de esas galaxias lejanas son tan brillantes como 40 billones de soles y la lente gravitacional magnifica su luz hasta 22 veces. “La lente gravitacional hace que la luz de la galaxia lejana forme un gran círculo de luz amplificada alrededor de la galaxia que hace de lente y esto facilita mucho la observación”, explica Justin Spilker, otro colaborador de Vieira.

El ALMA estará formado, cuando se termine, por un total de 66 antenas (54 de 12 metros de diámetro y 12 de siete metros) para observa el cielo en longitudes de onda milimétrica y submilimétrica. Gracias a la técnica denominada de interferometría, las antenas funcionan como si fuera una sola de enorme tamaño, a efectos de la gran resolución que se obtiene en las observaciones. Cuando Vieira y sus colegas observaron las galaxias lejanísimas, pudieron utilizar solo 16 antenas del avanzado radiotelescopio en construcción, y aseguran que cuando esté terminado podrán ver objetos aún más tenues.