Dos equipos científicos han detectado oxígeno en la galaxia más lejana conocida hasta ahora, JADES-GS-z14-0. Este hallazgo sin precedentes logrado gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ha sido recogido en dos estudios independientes y está cambiando nuestra comprensión de cómo y cuándo se formaron las primeras galaxias del universo.
Descubierta en 2024, JADES-GS-z14-0 es la galaxia más distante confirmada hasta la fecha, su luz tardó 13.400 millones de años en llegar hasta nosotros, lo que significa que la vemos como era cuando el universo tenía menos de 300 millones de años (alrededor del 2% de su edad actual). La nueva detección de oxígeno con ALMA sugiere que la galaxia es mucho más madura químicamente de lo esperado.
“Es como encontrar un adolescente donde sólo cabría esperar bebés”, afirma Sander Schouws, doctorando del observatorio de Leiden (Países Bajos) y primer autor de uno de los estudios. “Los resultados muestran que la galaxia se ha formado y madurado muy rápidamente, lo que se suma a un creciente conjunto de pruebas de que la formación de las galaxias ocurre mucho más rápido de lo esperado”.
Las galaxias suelen comenzar su vida llenas de estrellas jóvenes, compuestas en su mayoría por elementos ligeros como el hidrógeno y el helio. A medida que las estrellas evolucionan, crean elementos más pesados como el oxígeno, que se dispersan por su galaxia anfitriona después de morir. Los investigadores pensaban que, con 300 millones de años, el Universo era aún demasiado joven para tener galaxias repletas de elementos pesados. Sin embargo, los dos estudios de ALMA indican que JADES-GS-z14-0 tiene aproximadamente 10 veces más elementos pesados que lo esperado.
“Me asombraron los resultados inesperados porque abrían una nueva visión sobre las primeras fases de la evolución de las galaxias”, afirma Stefano Carniani, de la Scuola Normale Superiore de Pisa (Italia) y autor principal del segundo artículo. “La evidencia de que una galaxia ya está madura en el Universo primitivo plantea preguntas sobre cuándo y cómo se formaron las galaxias”.
La detección de oxígeno también ha permitido hacer mediciones de distancia a JADES-GS-z14-0 de una forma mucho más precisa. “La detección de ALMA ofrece una medida extraordinariamente precisa de la distancia de la galaxia, con una incertidumbre de solo el 0,005%. Este nivel de precisión (que equivale a tener una exactitud de 5 cm a 1 km de distancia) ayuda a refinar nuestra comprensión de las propiedades de las galaxias distantes”, añade Eleonora Parlanti, estudiante de doctorado en la Scuola Normale Superiore de Pisa.
“Si bien la galaxia fue descubierta originalmente con el Telescopio Espacial James Webb (JWST), fue necesario ALMA para confirmar y determinar con precisión su enorme distancia”, señala el profesor asociado Rychard Bouwens, miembro del equipo del Observatorio de Leiden. “Esto demuestra la asombrosa sinergia entre ALMA y JWST para revelar la formación y evolución de las primeras galaxias”.
Gergö Popping, astrónomo de ESO en el Centro Regional Europeo ALMA que no participó en los estudios, señaló: “Me sorprendió mucho esta clara detección de oxígeno en JADES-GS-z14-0. Sugiere que las galaxias pueden formarse más rápidamente después del Big Bang de lo que se pensaba. Este resultado pone de manifiesto el importante papel que desempeña ALMA para desentrañar las condiciones en las que se formaron las primeras galaxias de nuestro Universo”.
Información adicional
Los resultados de las investigaciones se encuentran publicados en los siguientes artículos científicos:
- Carniani et al. “The eventful life of a luminous galaxy at z=14: metal enrichment, feedback, and low gas fraction?»
- Schouws et al. “Detection of [OIII]88μm in JADES-GS-z14-0 at z=14.1793”
El comunicado de prensa original fue publicado por el Observatorio Europeo Austral (ESO), socio de ALMA en representación de Europa.
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).
La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.
Imágenes
Esta imagen muestra la ubicación precisa en el cielo nocturno de la galaxia JADES-GS-z14-0, un punto extremadamente pequeño en la constelación de Fornax. A día de hoy, se trata de la galaxia confirmada más lejana que conocemos. Su luz tardó 13.400 millones de años en llegar hasta nosotros y muestra las condiciones del Universo cuando sólo tenía 300 millones de años. El recuadro de la imagen muestra un primer plano de esta galaxia primordial vista con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).
El recuadro se superpone a una imagen tomada con el Telescopio Espacial James Webb (JWST) de NASA/ESA/CSA. Los dos espectros mostrados aquí son el resultado de análisis independientes de los datos de ALMA realizados por dos equipos científicos. Ambos encontraron una línea de emisión de oxígeno, haciendo de ésta la detección más distante de oxígeno, cuando el Universo tenía sólo 300 millones de años. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Carniani et al./S. Schouws et al/JWST: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (CfA)
Esta es una impresión artística de JADES-GS-z14-0, la galaxia más lejana confirmada hasta el momento. Las galaxias del Universo primitivo tienden a ser grumosas e irregulares. Las explosiones de supernova en esta galaxia habrían esparcido elementos pesados forjados en el interior de las estrellas, como el oxígeno, que ahora ha sido detectado con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Crédito: ESO/M. Kornmesser
Ilustración artística de JADES-GS-z14-0, la galaxia más lejana confirmada hasta la fecha. Vemos esta galaxia tal y como era cuando el universo tenía menos de 300 millones de años, aproximadamente el 2% de su edad actual. Se pensaba que tales galaxias eran demasiado jóvenes como para contener elementos pesados, pero el descubrimiento de oxígeno por dos equipos de astrónomos y astrónomas sugiere que este no es el caso. En cambio, como muestra esta recreación, JADES-GS-z14-0 debe haber tenido múltiples generaciones de estrellas naciendo y muriendo como supernovas, produciendo y dejando atrás elementos pesados como el oxígeno.
Fuente y Fotografías ®ALMA Observatory
