Inesperada complejidad química en una galaxia primigenia

Un nuevo enigma pone en duda ideas sobre la evolución del universo tenidas por incuestionables.

Una galaxia ya era sorprendentemente madura desde el punto de vista químico un poco menos de 300 millones de años después de la creación del universo, o sea cuando este tenía tan solo el 2 por ciento de su edad actual. Ese grado de complejidad química se ha venido considerando imposible para tales galaxias primordiales.

La galaxia en cuestión se llama JADES-GS-z14-0 y ha sido observada por el telescopio espacial James Webb, fruto de una colaboración internacional encabezada por la NASA, la ESA y la CSA, respectivamente las agencias espaciales estadounidense, europea y canadiense.

El nuevo análisis de las observaciones lo ha realizado un equipo encabezado por Jakob Helton, del observatorio astronómico Steward, dependiente de la Universidad de Arizona en la ciudad estadounidense de Tucson.

JADES-GS-z14-0 es, al menos por ahora, la más lejana y antigua de todas las galaxias actualmente conocidas.

El brillo de esta galaxia es sorprendentemente grande. En cuanto a su composición química, que debería ser muy pobre en cualquier elemento químico que no sea el hidrógeno ni el helio, ha resultado ser muchísimo más compleja de lo esperado. Lo más destacable de dicha composición es su gran abundancia de oxígeno, un elemento químico esencial para muchas formas de vida de nuestro planeta.

La galaxia JADES-GS-z14-0, ampliada en el recuadro, y su ubicación en el sector del firmamento observado en infrarrojo por el telescopio espacial Webb. (Fotos: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Marcia Rieke (University of Arizona), Daniel Eisenstein (CfA), Phill Cargile (CfA))

El Big Bang, la colosal “explosión” con la que nació el universo, dio lugar a la creación de hidrógeno y, en menor medida, helio. Todos los demás elementos químicos solo existen en cantidades significativas gracias a procesos ocurridos posteriormente. Estos procesos pasan, en líneas generales, por la formación de estrellas que, mediante su funcionamiento a lo largo de su vida y también en el proceso final que marca su muerte mediante una explosión de tipo supernova, crean por fusión nuclear los demás elementos químicos, con mayor cantidad de protones en sus núcleos que los presentes en los del hidrógeno y el helio.

Las nuevas estrellas que se forman después de la muerte de esas, lo hacen a partir de materia prima que ya incorpora esos otros elementos químicos. Con cada nueva generación de estrellas, la materia prima se enriquece en tales elementos.

El universo primitivo solo contenía hidrógeno, helio y trazas de litio. Pero el descubrimiento de una cantidad sustancial de oxígeno en la galaxia JADES-GS-z14-0 sugiere que en dicha galaxia ya se formaron estrellas unos 200 millones de años después del Big Bang. Esto implica una evolución cósmica mucho más rápida de lo creído. Y pone en duda diversas teorías.

El estudio se titula “Photometric detection at 7.7 μm of a galaxy beyond redshift 14 with JWST/MIRI”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Astronomy. (Fuente: NCYT de Amazings)