El telescopio espacial James Webb es un observatorio espacial desarrollado a través de la colaboración de 14 países, construido y operado conjuntamente por la Agencia Espacial Europea, la Agencia Espacial Canadiense y la NASA para sustituir los telescopios Hubble y Spitzer. El JWST ofrece una resolución y sensibilidad sin precedentes, y permite una amplia gama de investigaciones en los campos de la astronomía y la cosmología. Uno de sus principales objetivos es observar algunos de los eventos y objetos más distantes del universo, como la formación de las primeras galaxias. Este tipo de objetivos están fuera del alcance de los instrumentos terrestres y espaciales actuales. Entre sus objetivos están incluidos estudiar la formación de estrellas y planetas y obtener imágenes directas de exoplanetas y novas.
El telescopio espacial James Webb está cambiando nuestra imagen del universo, y solo es el principio. Gracias a esta ‘máquina del tiempo’, un equipo de astrónomos ha descrito tres tipos de galaxias que no se podían observar hasta ahora, y «cada una es más extraña que la otra». Los detalles de estas galaxias se describen en The Astrophysical Journal Letters, en un artículo firmado por los científicos de CEERS, una de las mayores colaboraciones internacionales dedicadas a analizar los datos del Webb, el telescopio más grande de la historia.
Durante años, desde 1990, el Hubble maravilló al mundo con sus sicodélicas imágenes pero, en la última década, cada vez había más cosas que no podía captar. Esa era la misión del James Webb, un telescopio cien veces más sensible que el Hubble, capaz de mirar al universo mejor y más lejos que su predecesor, y observar hasta las primeras galaxias.
Invisible para otros telescopios
«Conocíamos la existencia de algunas galaxias que eran muy brillantes en el rango infrarrojo medio del espectro electromagnético, pero que no éramos capaces de ver con el telescopio espacial Hubble (HST). Las llamamos galaxias oscuras para HST», explica Pablo G. Pérez-González, investigador del Centro de Astrobiología (CAB/CSIC-INTA) y primer autor del trabajo.
Estas misteriosas galaxias tampoco eran visibles con los telescopios terrestres más potentes, como el Gran Telescopio de Canarias, el Very Large Telescope o el Keck. «Sabíamos que eran galaxias lejanas muy interesantes, pero teníamos datos muy limitados para comprender realmente su naturaleza», añade Guillermo Barro, profesor de la Universidad del Pacífico (California, EE.UU.). Pero el lanzamiento del Webb cambió las cosas, y varios equipos de investigación del mundo empezaron a observarlas y a estudiarlas detenidamente.
Facilita datos a la comunidad científica
«El proyecto CEERS se ideó para servir a toda la comunidad internacional y demostrar el tipo de ciencia que pueden facilitar los datos del JWST», explica Steve Finkelstein, profesor de la Universidad de Austin (Texas, EE.UU.) e investigador principal de CEERS.n Para ello, crearon una lista de Artículos Clave (Key Papers, en inglés) que «pensamos podrían guiar la investigación de la comunidad astronómica internacional sobre la evolución de las galaxias durante los primeros años o incluso durante toda la misión del JWST», añade Finkelstein.
El estudio publicado hoy es uno de estos artículos clave y ha analizado las propiedades de las galaxias oscuras. Y es que gracias al tamaño de su espejo y a que tiene una mayor cobertura de longitudes de onda, el telescopio puede analizar la estructura interna de estas galaxias y determinar, por ejemplo, «si algunas partes de la galaxia se formaron antes que otras», apunta Ángela García Argumánez, estudiante de doctorado en la Universidad Complutense de Madrid.
Galaxias extrañas
Con los datos del Webb, el equipo de CEERS ha descubierto que las galaxias oscuras para HST son de naturaleza heterogénea y que el universo primitivo era mucho más activo formando estrellas de lo que se creía. Algunas formaron la mayoría de sus estrellas en el Universo muy joven, se ensamblaron muy rápido y los astrónomos dicen que están muertas, es decir, ya no forman nuevas estrellas en cantidades significativas.
«Son galaxias extrañas que detuvieron su formación por alguna razón que aún no entendemos», explican los autores del trabajo. Otro subtipo son todo lo contrario: están formando estrellas muy activamente y en regiones con mucho polvo interestelar.El tercer tipo es aún más raro. Muchas de las galaxias oscuras para HST vivieron cuando el universo tenía apenas mil millones de años, pero parece que ya tienen muchos átomos de oxígeno a altas temperaturas brillando intensamente.