La galaxia químicamente más primitiva del universo temprano

Se ha logrado determinar de manera definitiva la composición química básica de una galaxia situada a trece mil millones de años-luz de distancia y que, por tanto, estamos captando tal como era hace trece mil millones de años.

El estudio en el que se ha conseguido esto lo ha realizado un equipo internacional encabezado por Kimihiko Nakajima, de la Universidad de Kanazawa en Japón. El equipo se ha servido de observaciones efectuadas por el telescopio espacial James Webb, así como del efecto de lente gravitacional. Este efecto es un fenómeno en el que la gravedad de un objeto masivo (como un cúmulo de galaxias) desvía y amplifica la luz de objetos más distantes que se encuentran detrás. Al actuar como una lupa natural en el espacio, permite a los astrónomos observar galaxias muy lejanas y de brillo exiguo que, de otro modo, resultarían invisibles.

A raíz del Big Bang, que es la colosal “explosión” con la que nació el universo, se creó hidrógeno y, en menor medida, helio. El resto de elementos químicos, incluyendo oxígeno, carbono y otros imprescindibles para la vida, solo comenzaron a poblar el cosmos en cantidades significativas a partir de su síntesis en estrellas. Cada nueva generación de estrellas se ha venido formando a partir de materia prima cada más enriquecida en estos otros elementos químicos, de manera que cuando más escasos son estos en una galaxia, más primitiva químicamente es esta.

Durante décadas, se ha intentado averiguar cuándo las primeras estrellas, las que se formaron exclusivamente a partir de hidrógeno y helio del Big Bang, comenzaron a dispersar las semillas de la vida y otros elementos químicos por el cosmos. Sin embargo, las primeras galaxias que albergaban estrellas tan jóvenes y primordiales son de tamaño y brillo tan exiguos que observar su composición química se consideraba casi imposible, hasta ahora.

En el nuevo estudio, se ha determinado que la galaxia analizada, LAP1-B, tiene una escasez récord de oxígeno, apenas 1/240 de la del Sol. Este estado químicamente primitivo, junto con una elevada proporción del carbono con respecto al oxígeno y un importante halo de materia oscura, sugiere que LAP1-B es un ejemplo del "ancestro" largamente buscado de las misteriosas galaxias fósiles que existen actualmente cerca de nuestra Vía Láctea, proporcionando una ventana hacia las etapas más tempranas de la formación de galaxias en el universo.

El cúmulo de galaxias MACS J0416. En la ampliación mostrada en el recuadro, aparece LAP1-B, en colores falsos. (Imágenes: NASA, ESA, CSA & K. Nakajima et al., Nature)

El estudio se titula “An Ultra-Faint, Chemically Primitive Galaxy Forming in the Reionization Era”. Y se ha publicado en la revista académica Nature. (Fuente: NCYT de Amazings)