En una galaxia distante y distante llamada MACS1149-JD1, ubicada a 13.280 millones de años luz de distancia, los astrónomos han encontrado oxígeno, que, en su opinión, podría aparecer allí solo 500 millones de años después del Big Bang. Los científicos que escribieron un artículo sobre el descubrimiento en la revista Nature dicen que es el primer descubrimiento de oxígeno en la escala de la edad del Universo. Además, la galaxia descubierta por los investigadores se ha convertido en la galaxia más distante con una distancia determinada de forma fiable. Los modelos muestran que las primeras estrellas comenzaron a formarse en él hace más de 13.500 millones de años.
Después del Big Bang, tuvieron lugar procesos complejos en el Universo: nacieron los primeros quarks, hadrones y otras partículas subatómicas, y después aparecieron los primeros átomos, que se convirtieron en parte de la materia estelar primaria. Cuando tuvo lugar la recombinación de hidrógeno y el universo comenzó a enfriarse, se sumergió en la "edad oscura". En ese momento, las primeras estrellas aún no estaban encendidas y no habían nacido quásares: núcleos galácticos activos con un agujero negro supermasivo en su interior. Esta era terminó con el "amanecer cósmico", el surgimiento de las galaxias antiguas que registramos hoy. Su búsqueda es importante para determinar cómo tuvo lugar la evolución del Universo y los elementos químicos básicos.
Un equipo internacional de astrónomos dirigido por Takuya Hashimoto de la Universidad de Sanyo en Osaka observó la galaxia muy distante MACS1149-JD1 con el telescopio ALMA y descubrió un resplandor muy débil de oxígeno ionizado. Debido a la expansión del Universo, la longitud de onda de la radiación inicialmente infrarroja ha aumentado más de diez veces durante su viaje por el espacio. El corrimiento al rojo de la fuente indicó que la señal registrada por los científicos se emitió hace 13,3 mil millones de años, o solo 500 millones de años después del Big Bang. Esta es la distancia más larga jamás registrada para el oxígeno, y su presencia indica que las generaciones anteriores de estrellas también deben existir en esta galaxia.
Además de las emisiones de oxígeno registradas en ALMA, los investigadores también notaron emisiones de hidrógeno más débiles con el VLT. La distancia a la galaxia determinada a partir de estas observaciones es consistente con la obtenida de la línea del oxígeno. Por lo tanto, MACS1149-JD1 resulta ser la galaxia más distante con una distancia determinada de manera confiable y la galaxia más distante jamás observada en ALMA o VLT.
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La primera imagen ampliada muestra qué galaxia MACS1149-JD1 fue vista por el VLT de ESO; el segundo es cómo el telescopio espacial Hubble vio esta galaxia. Los contornos blancos muestran las zonas de oxígeno ionizado vistas por el telescopio ALMA.
“Vemos esta galaxia en una era en la que el universo tenía solo 500 millones de años, y resulta que en ese momento ya estaba habitado por estrellas maduras”, explica Nicolas Laporte, segundo autor del artículo.
"Podemos usar esta galaxia para sondear un período anterior y completamente desconocido en la historia espacial".
Durante algún tiempo después del Big Bang, no hubo oxígeno en el Universo: apareció como resultado de procesos de fusión en las entrañas de las primeras estrellas y luego, cuando ocurrieron las explosiones de supernova, se dispersó en el espacio. El registro de oxígeno en MACS1149-JD1 muestra que solo 500 millones de años después del comienzo del universo, estas primeras generaciones de estrellas ya se han formado y logrado producir suficiente oxígeno. Para averiguar cuándo comenzaron a surgir las primeras luminarias, los investigadores reconstruyeron la historia temprana de MACS1149-JD1 a partir de datos infrarrojos obtenidos por los telescopios Hubble y Spitzer. Resultó que el brillo observado de la galaxia está bien explicado por un modelo en el que el comienzo de la formación de estrellas se remonta a una época sólo 250 millones de años después del Big Bang. Además, hoy se creeque la "edad oscura" se produjo 377 millones de años después del nacimiento del Universo; es decir, se debe suponer que MACS1149-JD1 comenzó a formarse en la era de la recombinación.
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Por tanto, MACS1149-JD1 hace que los científicos se pregunten cuándo se originaron las primeras galaxias. La edad del objeto que descubrieron indica que existieron mucho antes de la era en la que ahora podemos registrarlos.
En el pasado, el oxígeno más distante se encontraba en una galaxia que nació 700 millones de años después del Big Bang. Su cantidad, según las estimaciones de los investigadores, resultó ser unas diez veces menor que la cantidad de oxígeno observada en el Sol.
Nikolay Khizhnyak
