Mediante el Telescopio Espacial Hubble, de la NASA, astrónomos identificaron una galaxia primitiva que ya existía apenas 1,4 mil millones de años tras el Big Bang. El hallazgo, denominado MXDFz4.4, se realizó a través del análisis de la luz ultravioleta emitida por sus estrellas.
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Según el comunicado, los cuerpos estelares jóvenes en la MXDFz4.4 tienen la capacidad de generar luz ionizante que transforma el gas neutro y opaco dentro y alrededor de la galaxia. Para los científicos, esto sugiere que galaxias similares en las primeras etapas del Universo consiguieron “limpiar” la niebla neutra de gas hidrógeno que llenaba el cosmos en aquella época.
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La investigación fue dirigida por Ilias Goovaerts, del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Estados Unidos, y los resultados fueron publicados en el Astrophysical Journal el martes 23 de junio. Para detectar la MXDFz4.4, el Hubble empleó un “truco espacial”: a medida que la luz ultravioleta emitida por estrellas jóvenes y masivas viajaba durante más de 12 000 millones de años hasta alcanzar los instrumentos del telescopio, la expansión del espacio desplazó su longitud de onda hacia el rojo, haciéndola visible para los detectores.
“Aun se creía imposible observar una galaxia como esta. Los investigadores temían que la ‘niebla’ de hidrógeno neutro del universo primitivo fuera tan densa que oscureciera nuestra visión de su luz ionizante. El Hubble no solo detectó esa luz, sino que también reveló detalles extraordinarios sobre las características de la galaxia”, afirmó Goovaerts en el comunicado. Al analizar las particularidades de MXDFz4.4, se determinó que pertenece al final de la Era de Reionización, un período en el que las primeras estrellas y galaxias comenzaron a formarse. La intensa radiación de esos objetos recién nacidos separó los electrones de los átomos de hidrógeno, disipando la niebla de gas neutro que mantenía oculto el cosmos.
Bloque de contexto adicional:
El Big Bang, el evento que marcó el origen del universo hace aproximadamente 13 800 millones de años, generó un caldo primordial de partículas subatómicas y radiación. En los primeros cientos de millones de años, el universo se enfrió lo suficiente como para permitir la formación de átomos de hidrógeno, dando lugar a una fase oscura dominada por gas neutro. Posteriormente, durante la Era de Reionización (aproximadamente entre 150 millones y 1 000 millones de años tras el Big Bang), las primeras fuentes luminosas emitieron radiación capaz de ionizar ese gas, transformándolo en un medio transparente a la luz ultravioleta y óptica.
La observación de galaxias de tan alta edad depende de la capacidad de los telescopios para captar emisiones ultravioleta hoy desplazadas al rango óptico e infrarrojo por el llamado corrimiento al rojo cosmológico. Este efecto se produce porque el espacio mismo se expande con el tiempo, estirando las longitudes de onda de la luz que viaja a través de él. Cuanto mayor es el corrimiento al rojo, más antigua y distante es la fuente que emitió esa luz.
El Hubble, con sus instrumentos centrados en los rangos ultravioleta, óptico e infrarrojo cercano, ha sido fundamental para trazar el mapa de las galaxias primigenias. Sin embargo, la detección de la emisión Lyman-continuum (luz ionizante con longitud de onda inferior a 912 angstroms) de objetos tan lejanos plantea un desafío extremo debido a la absorción por el hidrógeno neutro. La confirmación de MXDFz4.4 abre la puerta a descifrar cómo variaba la capacidad de ionización de estas galaxias a lo largo del tiempo y cómo contribuyeron colectivamente al proceso de reionización.
A pesar de estos avances, aún no está completamente claro cómo se organizó todo el conjunto de galaxias jóvenes para dispersar la niebla de gas neutro del Universo primitivo. La MXDFz4.4 puede proporcionar pistas sobre la intensidad de la radiación ionizante, la tasa de formación estelar y las propiedades del medio circumgaláctico en las etapas más tempranas de la evolución cósmica.
Para complementar estos hallazgos, futuras observaciones con telescopios de nueva generación, como el James Webb Space Telescope (JWST), permitirán explorar en mayor detalle la composición química, la morfología y la dinámica interna de estas galaxias ancestrales. De esta forma, los investigadores podrán comparar modelos teóricos de formación galáctica y reionización con datos observacionales aún más precisos.
Todavía no está claro cómo se desarrolló por completo ese proceso en el Universo primitivo. Sin embargo, el estudio de MXDFz4.4 constituye un paso relevante para que los científicos encuentren respuestas definitivas sobre el origen y los primeros pasos de las estructuras cósmicas.
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