20 de marzo de 2025
Dos equipos distintos de astrónomos han detectado oxígeno en la galaxia más distante conocida, JADES-GS-z14-0. El descubrimiento, publicado en dos estudios separados, fue posible gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), del que colabora el Observatorio Europeo Austral (ESO). Esta detección sin precedentes está obligando a los astrónomos a replantearse la velocidad de formación de las galaxias en el universo primitivo.
Descubierta el año pasado , JADES-GS-z14-0 es la galaxia confirmada más distante jamás encontrada: está tan lejos que su luz tardó 13.400 millones de años en llegar hasta nosotros, lo que significa que la vemos tal como era cuando el Universo tenía menos de 300 millones de años, aproximadamente el 2 % de su edad actual. La nueva detección de oxígeno con ALMA , un conjunto de telescopios en el desierto de Atacama, en Chile, sugiere que la galaxia es mucho más madura químicamente de lo esperado.
“ Es como encontrar un adolescente donde solo se esperaría encontrar bebés ”, afirma Sander Schouws, doctorando en el Observatorio de Leiden (Países Bajos) y primer autor del estudio, dirigido por holandeses y ahora aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal . “ Los resultados muestran que la galaxia se ha formado y madurado muy rápidamente, lo que se suma a la creciente evidencia de que la formación de galaxias ocurre mucho más rápido de lo esperado ”.
Las galaxias suelen comenzar su vida llenas de estrellas jóvenes, compuestas principalmente de elementos ligeros como el hidrógeno y el helio. A medida que evolucionan, las estrellas crean elementos más pesados, como el oxígeno, que se dispersan por su galaxia anfitriona tras su muerte. Los investigadores creían que, con 300 millones de años, el Universo era aún demasiado joven para tener galaxias ricas en elementos pesados. Sin embargo, los dos estudios de ALMA indican que JADES-GS-z14-0 contiene aproximadamente diez veces más elementos pesados de lo esperado.
“ Me sorprendieron los resultados inesperados, ya que abrieron una nueva perspectiva sobre las primeras fases de la evolución de las galaxias ”, afirma Stefano Carniani, de la Escuela Normal Superior de Pisa, Italia, y autor principal del artículo, ahora aceptado para su publicación en Astronomy & Astrophysics . “ La evidencia de que una galaxia ya está madura en el universo incipiente plantea preguntas sobre cuándo y cómo se formaron las galaxias ”.
La detección de oxígeno también ha permitido a los astrónomos realizar mediciones de distancia a JADES-GS-z14-0 con mucha mayor precisión. « La detección de ALMA ofrece una medición extraordinariamente precisa de la distancia de la galaxia con una incertidumbre de tan solo el 0,005 %. Este nivel de precisión, equivalente a una precisión de 5 cm en una distancia de 1 km, ayuda a refinar nuestra comprensión de las propiedades de las galaxias distantes », añade Eleonora Parlanti, estudiante de doctorado en la Escuela Normal Superior de Pisa y autora del estudio de Astronomía y Astrofísica [1] .
“ Si bien la galaxia se descubrió originalmente con el Telescopio Espacial James Webb , ALMA fue la clave para confirmar y determinar con precisión su enorme distancia ”, [2] afirma el profesor asociado Rychard Bouwens, miembro del equipo del Observatorio de Leiden. “ Esto demuestra la asombrosa sinergia entre ALMA y el JWST para revelar la formación y evolución de las primeras galaxias ”.
Gergö Popping, astrónomo de ESO en el Centro Regional Europeo de ALMA, quien no participó en los estudios, afirma: «Me sorprendió mucho esta clara detección de oxígeno en JADES-GS-z14-0. Esto sugiere que las galaxias pueden formarse más rápidamente después del Big Bang de lo que se creía. Este resultado demuestra el importante papel que desempeña ALMA en el descubrimiento de las condiciones bajo las cuales se formaron las primeras galaxias de nuestro universo».
Notas
Más información
Esta investigación se presentó en dos artículos que aparecerán en Astronomy & Astrophysics ( https://aanda.org/10.1051/0004-6361/202452451 ) y The Astrophysical Journal.
Los equipos están compuestos por:
Artículo de Astronomía y Astrofísica dirigido por italianos : Stefano Carniani (Escuela Normal Superior, Pisa, Italia [SNS]), Francesco D'Eugenio (Instituto Kavli de Cosmología, Universidad de Cambridge, Cambridge, Reino Unido [CAM-KIC]; Laboratorio Cavendish, Universidad de Cambridge, Cambridge, Reino Unido [CAM-CavL] e INAF – Observatorio Astronómico de Brera, Milán, Italia), Xihan Ji (CAM-KIC y CAM-CavL), Eleonora Parlanti (SNS), Jan Scholtz (CAM-KIC y CAM-CavL), Fengwu Sun (Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian, Cambridge, EE. UU. [CfA]), Giacomo Venturi (SNS), Tom JLC Bakx (Departamento de Espacio, Tierra y Medio Ambiente, Universidad Tecnológica de Chalmers, Gotemburgo, Suecia), Mirko Curti (Observatorio Europeo Austral, Garching bei München, Alemania), Roberto Maiolino (CAM-KIC, CAM-CavL y Departamento de Física y Astronomía, University College London, Londres, Reino Unido [UCL]), Sandro Tacchella (CAM-KIC y CAM-CavL), Jorge A. Zavala (Observatorio Astronómico Nacional de Japón, Tokio, Japón), Kevin Hainline (Observatorio Steward, Universidad de Arizona, Tucson, EE. UU. [UArizona-SO]), Joris Witstok (Centro del Amanecer Cósmico, Copenhague, Dinamarca [DAWN] y CAM-CavL), Benjamin D. Johnson [CfA], Stacey Alberts [UArizona-SO], Andrew J. Bunker (Departamento de Física, Universidad de Oxford, Oxford, Reino Unido [Oxford]), Stéphane Charlot (Universidad de la Sorbona, CNRS, Instituto de Astrofísica de París, París, Francia), Daniel J. Eisenstein (CfA), Jakob M. Helton (UArizona-SO), Peter Jakobsen (DAWN y Niels Bohr Institute, Universidad de Copenhague, Copenhague, Dinamarca), Nimisha Kumari (Space Telescope Science Institute, Baltimore, EE. UU.), Brant Robertson (Departamento de Astronomía y Astrofísica, Universidad de California, Santa Cruz, EE. UU.), Aayush Saxena (Oxford y UCL), Hannah Übler (CAM-KIC y CAM-CavL), Christina C. Williams (NSF NOIRLab, Tucson, EE. UU.), Christopher NA Willmer (UArizona-SO) y Chris Willott (NRC Herzberg, Victoria, Canadá).
Artículo de The Astrophysical Journal , dirigido por los holandeses : Sander Schouws (Observatorio de Leiden, Universidad de Leiden, Leiden, Países Bajos [Leiden]), Rychard J. Bouwens (Leiden), Katherine Ormerod (Instituto de Investigación Astrofísica, Universidad John Moores de Liverpool, Liverpool, Reino Unido [LJMU]), Renske Smit (LJMU), Hiddo Algera (Centro de Ciencias Astrofísicas de Hiroshima, Universidad de Hiroshima, Hiroshima, Japón y Observatorio Astronómico Nacional de Japón, Tokio, Japón), Laura Sommovigo (Centro de Astrofísica Computacional, Instituto Flatiron, Nueva York, EE. UU.), Jacqueline Hodge (Leiden), Andrea Ferrara (Escuela Normal Superior, Pisa, Italia), Pascal A. Oesch (Departamento de Astronomía, Universidad de Ginebra, Versoix, Suiza; Centro del Amanecer Cósmico, Copenhague, Dinamarca e Instituto Niels Bohr, Universidad de Copenhague. Copenhague, Dinamarca), Lucie E. Rowland (Leiden), Ivana van Leeuwen (Leiden), Mauro Stefanon (Leiden), Thomas Herard-Demanche (Leiden), Yoshinobu Fudamoto (Centro de Ciencias Fronterizas, Universidad de Chiba, Chiba, Japón), Huub Rottgering (Leiden) y Paul van der Werf (Leiden).
Español El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre ESO, la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado por ESO en nombre de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (NSTC) de Taiwán, y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea (KASI). La construcción y las operaciones de ALMA son lideradas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en nombre de América del Norte; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia Oriental. El Observatorio Conjunto ALMA (JAO) proporciona el liderazgo y la gestión unificados de la construcción, puesta en marcha y operación de ALMA.
El Observatorio Europeo Austral (ESO) permite a científicos de todo el mundo descubrir los secretos del Universo para beneficio de todos. Diseñamos, construimos y operamos observatorios terrestres de clase mundial —que los astrónomos utilizan para abordar preguntas apasionantes y difundir la fascinación por la astronomía— y promovemos la colaboración internacional en el campo de la astronomía. Fundado como organización intergubernamental en 1962, hoy ESO cuenta con el apoyo de 16 Estados Miembros (Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, Chequia, Suecia y Suiza), junto con el estado anfitrión, Chile, y con Australia como Socio Estratégico. La sede de ESO y su centro de visitantes y planetario, ESO Supernova, se encuentran cerca de Múnich, en Alemania, mientras que el desierto chileno de Atacama, un lugar maravilloso con condiciones únicas para observar el cielo, alberga nuestros telescopios. ESO opera tres sitios de observación: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope y su Interferómetro VLT (VLT), así como telescopios de rastreo como VISTA. También en Paranal, ESO albergará y operará el Conjunto de Telescopios Cherenkov Sur, el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. Junto con socios internacionales, ESO opera ALMA en Chajnantor, una instalación que observa el cielo en el rango milimétrico y submilimétrico. En Cerro Armazones, cerca de Paranal, estamos construyendo "el ojo más grande del mundo en el cielo": el Extremely Large Telescope de ESO. Desde nuestras oficinas en Santiago de Chile, apoyamos nuestras operaciones en el país y colaboramos con nuestros socios y la sociedad chilena.
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