Un equipo internacional de astrónomos ha confirmado una potente emisión de hidrógeno conocida como Lyman-alfa en la galaxia JADES-GS-z13-1, una de las más lejanas jamás observadas. La detección se realizó mediante el Telescopio Espacial James Webb, apenas 330 millones de años después del Big Bang, en una etapa en la que se creía que este tipo de luz no podía atravesar la densa niebla de hidrógeno neutro que dominaba el cosmos.
La galaxia fue identificada por primera vez a través de las imágenes de la cámara NIRCam, como parte del programa JADES (Estudio Extragaláctico Profundo Avanzado). Para validar su distancia y edad, el equipo dirigido por Joris Witstok, de la Universidad de Cambridge, utilizó el espectrógrafo NIRSpec, confirmando un corrimiento al rojo de z=13,05, lo que equivale a una antigüedad de más de 13.400 millones de años.
La clave del descubrimiento fue la detección de una brillante línea de emisión Lyman-alfa, una firma luminosa generada por los átomos de hidrógeno excitados. Lo extraordinario es que esta señal aparece en una etapa del universo en la que el gas neutro debería haberla absorbido completamente, haciendo imposible su observación desde la Tierra. Sin embargo, la línea fue detectada con una claridad inusual, lo que implica que esta galaxia habría sido capaz de despejar su entorno ionizando el hidrógeno que la rodea.
Roberto Maiolino, astrofísico del University College London y miembro del equipo, explicó que el universo en ese momento estaba inmerso en una niebla densa e impenetrable de gas neutro. “La mayor parte del universo aún no se había reionizado. Esta señal no debería haber escapado, y sin embargo lo hizo. Es una ventana directa al amanecer cósmico”, declaró.
Según los modelos propuestos por los investigadores, la luminosidad detectada y la intensidad de la emisión indican la presencia de una fuente altamente energética. Podría tratarse de una población de estrellas extremadamente masivas y calientes, posiblemente de la primera generación estelar, conocidas como estrellas de Población III. Otra posibilidad es que esta energía provenga de un núcleo galáctico activo, alimentado por uno de los primeros agujeros negros supermasivos del universo.
Kevin Hainline, de la Universidad de Arizona, añadió: “Es como encontrar un faro en medio de una niebla espesa. No esperábamos detectar este tipo de luz tan temprano. Esto obliga a replantear el momento en que el universo comenzó a volverse transparente a la radiación ultravioleta”.
La era de la reionización, durante la cual la radiación de las primeras estrellas y galaxias transformó el universo opaco en un entorno transparente, representa una etapa crucial de la evolución cósmica. Este hallazgo sugiere que dicho proceso pudo haberse iniciado antes de lo previsto, modificando el marco temporal aceptado hasta ahora para la formación de las primeras estructuras galácticas.
Los investigadores destacan que la fracción de luz emitida que logró escapar a través del medio interestelar implica condiciones excepcionales dentro de la galaxia. El estudio también abre la posibilidad de que estas primeras galaxias fueran más eficientes de lo que se pensaba a la hora de producir y liberar fotones ionizantes al espacio.
Referencias: Nature.
