Descubren una de las galaxias más antiguas del Universo

Científicos de la Universidad Amherst de Massachusetts y del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica de México, han hallado una de las formaciones cósmicas más antiguas del Universo. Con una venerable edad de 12.800 millones de años, G09 83808 (Su nombre científico) es la segunda galaxia más anciana de las descubiertas hasta el momento.

G09 83808, ya existía cuando el cosmos "andaba a gatas", y contaba "tan sólo" 900 millones de primaveras. Contemplar un ser sideral tan antiguo resulta extremadamente interesante porque, durante sus primeros 400 años de vida, el Universo estaba completamente ionizado, es decir, hacía demasiado calor para que nada pudiera formarse. Por esa razón, los autores del estudio creen que las primeras estrellas, galaxias y todos los agujeros negros se formaron entre los primeros 500 y 1.000 millones de años. "Este nuevo objeto sideral está muy cerca de ser una de las primeras galaxias en formarse", señala el astrofísico Min Yun de la UMass Amherst.

Para detectar una formación tan alejada de nuestro vecindario solar, los astrónomos han tenido que recurrir al Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (LMT, por sus siglas en inglés), el mayor radiotelescopio del planeta. Situado a 4,5 km de altura, en la helada cima del volcán extinto Sierra Negra, en Puebla (México), y gracias a su gran antena de 50 metros, el LMT es capaz de llegar donde ningún otro instrumento puede. Valiéndose de sus sofisticados receptores de radiofrecuencia y cámaras infrarrojas, este radiotelescopio rastrea incansablemente el cielo para localizar los cuerpos celestes (como galaxias, estrellas, o agujeros negros) más lejanos en el espacio-tiempo.

Gafas de lejos

En los últimos 100 años, el ser humano, obstinado en su afán por acercarse más y más al origen del todo, no ha dejado de buscar nuevas y creativas fórmulas que le permitan aumentar sus dioptrías siderales. La más básica es la observación mediante un telescopio, es decir un conjunto de lentes o espejos superpuestos que permiten ver de cerca un objeto distante, gracias a la luz que emite o refleja. Sin embargo, el principal problema que presentan este tipo de instrumentos es un fenómeno conocido como profundidad de campo.

La profundidad de campo es un fenómeno muy estudiado en fotografía que genera nitidez o desenfoque, en función de su grado. Depende, entre otros, de factores como la distancia de observación, la apertura de nuestro objetivo, la distancia focal o la distancia de enfoque.

Imaginemos que miramos a través de un telescopio cuya distancia focal (distancia desde el espejo o la lente principal hasta el foco o punto donde se sitúa el ocular) es de 10 kilómetros (nada semejante se ha construido nunca). Es cierto que un aparato de tales dimensiones permitiría a los astrónomos ver muy muy lejos, aunque con un pequeño inconveniente: al poseer una distancia focal tan inmensa, los investigadores sólo podrían ver un pequeñísimo punto del universo, puesto que todo lo demás quedaría tan desenfocado que sólo sería "negro", a ojos del observador. El efecto sería el mismo que cuando tomamos una foto utilizando un objetivo muy potente, o empleamos velocidades de disparo muy rápidas: vemos algo muy lejano o muy veloz nítidamente, pero el resto se distorsiona.

Del azul al rojo

Esta limitación propia de la observación natural ha llevado a los científicos a buscar fórmulas alternativas que les permitan profundizar en el horizonte universal sin cortapisas. Y esa es precisamente la génesis de los radiotelescopios, como el LMT. A diferencia de los telescopios, estos instrumentos no se basan en la detección de luz, sino de radiación electromagnética, un tipo de campo electromagnético variable, es decir, una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro.

La radiación electromagnética está presente en la luz y en el calor, y puede manifestarse de diversas maneras como radiación infrarroja, luz visible, rayos X o rayos gamma; todas ellas potencialmente susceptibles de ser captadas por un radiotelescopio.

En este caso concreto, los investigadores se han valido de otro fenómeno denominado "desplazamiento al rojo". Éste ocurre cuando la radiación electromagnética, normalmente la luz visible, que se emite o refleja desde un objeto, se aleja de nosotros. En cambio, el decrecimiento en la longitud de onda es llamado desplazamiento al azul, lo que significa, que ese objeto concreto se estará acercando. Los astrónomos suelen utilizar este fenómeno para medir distancias siderales, puesto que, debido a la constante expansión del Universo, fruto del Big Bang, los valores más altos siempre se corresponden con las microondas, originadas al principio de los tiempos, y por ende, con los objetos más lejanos.

"Para medir el desplazamiento al rojo, solemos usar una línea espectral de átomos o moléculas, cada una de las cuales tiene huella digital reconocible y discreta. Históricamente medimos esto con luz visible, pero debido a las características de estos distantes objetos polvorientos tuvimos que recurrir a otro método", explica Yun.

En la longitud de onda milimétrica, una de las líneas espectrales más comunes y fáciles de detectar es la del monóxido de carbono (CO), que el LMT fue diseñado para rastrear. Para la confirmación independiente del desplazamiento al rojo, que observaron, Zavala, Yun y sus colegas solicitaron la ayuda de astrónomos en el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, quienes realizaron observaciones adicionales utilizando el telescopio Smithsonian Submillimeter Array en Mauna Kea, Hawaii. Esa triangulación permitió a los investigadores crear una imagen más detallada del nuevo objeto y confirmar su desplazamiento al rojo con una línea de emisión de carbono.

Además, "un fenómeno llamado "lente gravitacional", que magnifica la luz que pasa cerca de objetos masivos, (como predice la teoría de la relatividad general de Einstein) entró en juego en este estudio. Una gran galaxia situada entre los observadores terrestres y el objeto G09 83808 actuó como una lupa gigante, aumentando 10 veces su brillo", señala el astrofísico, coautor del trabajo.

Aunque pudieran pasar inadvertidos, descubrimientos como el de este fósil galáctico nos acercan cada vez al origen de los tiempos. Hemos ido recortando minutos al reloj, hasta situar las manecillas a unos pocos minutos del cero. Es probable que, como apunta, Yun, otras fromaciones galácticas en gestación "comiencen a aparecer", en los próximos años. ¿Cuánto más podremos viajar hacia atrás? ¿Pasaremos alguna vez "de minutos a segundos"? Y en caso afirmativo, ¿qué nos encontraremos? Son preguntas que sólo un observador futuro que mire al más ignoto pasado podrá responder.