Creemos entender que las fluctuaciones que vemos en el fondo cósmico de microondas, con puntos más fríos y más calientes en el plasma que llenaba el universo apenas 380 mil años después del Big Bang, dieron lugar a los primeros cúmulos de galaxias, que siguen existiendo 13 mil millones de años después. Esas primeras galaxias son tenues y su luz está extremadamente corrida hacia las longitudes de onda largas por la expansión del universo, por ser tan antiguas. Nunca habíamos podido estudiarlas, porque se necesita un telescopio enorme e infrarrojo. Y precisamente para hacerlo se construyó el telescopio espacial Webb, como hemos contado. Un paper reciente muestra imágenes tomadas como parte de un survey llamado GLIMPSE, uno de los tantos que están explorando esas primeras luces. GLIMPSE fue diseñado para hacer observaciones muy largas, a tavés de varios filtros, valiéndose además del efecto amplificador natural que producen grandes cúmulos de galaxias más cercanos, que actúan como lentes gravitacionales enfocando la luz de galaxias aún más lejanas. Se pretende alcanzar la magnitud 30.6 en varias bandas infrarrojas, que equivale a un brillo 10 mil millones de veces menor que la estrella más tenue visible desde un sitio oscuro. A los especialistas les interesan unos mínimos puntitos rojos, visibles en la siguiente imagen, pero los aficionados quedamos boquiabiertos con la foto entera:
Esta es la región central del cúmulo de galaxias Abell S1063, un súper mega monstruo galáctico que se encuentra a 4500 millones de años luz de nosotros. Todas las galaxias blancuzcas que vemos en esta imagen forman parte de Abell S1063, incluso la gigante del centro, cuya luz parece englobar a muchas de las otras. Este cúmulo es el que funciona como lente gravitacional, ayudando a amplificar la luz de galaxias más distantes. Como es una lente natural, la imagen de estas galaxias lejanas resulta distorsionada, y las vemos formando una multitud de arcos rojizos, bien ordenaditas en torno al cúmulo de galaxias blancas. Este campo ya había sido estudiado por el telescopio Hubble, como parte del programa Frontiers. Hoy las imágenes del Hubble, que nos deslumbraban hace 10 años, nos parecen pobretonas; fíjense cuánta menos sensibilidad tiene:
Tuve que achicar la imagen del Webb para insertarla en esta página, pero voy a mostrar algunos recortes para que se vea la riqueza del campo de galaxias que se ve detrás del cúmulo. Vean qué gran distorsión presentan estas galaxias rojas (sus formas verdaderas no deben ser muy distintas de las blanquitas):
Este es otro recorte, donde vemos un montón de galaxias del cúmulo y las distorsionadas detrás:
Este es otro. Se puede ver que algunas de las galaxias rojas tienen mucha estructura, con globulitos y cositas, que son regiones de activa formación estelar:
Pero lo que realmente les interesa a los astrónomos de GLIMPSE es la multitud de puntitos aislados, que salpican todo el fondo en estas imágenes. Esas son las galaxias realmente lejanas, las que están en la infancia del universo. Las imágenes que estudian ellos son mucho menos glamorosas:
Esta imagen no es tan llamativa como la "foto" de Abell S1063, pero es el tipo de análisis que ellos pretenden hacer. Los cuadraditos de arriba son imágenes de algunas de las galaxias lejanas, esos puntitos que salpican el fondo de la imagen completa. El gráfico de abajo muestra la magnitud a distintas longitudes de onda (¡fíjense que son magnitudes del orden de 31!). Las magnitudes disminuyen hacia la izquierda (con unos picos superpuestos, que no importan). La curva roja (¿o es marrón?) se interrumpe bruscamente un poco a la izquierda del medio, y la violeta llega bastante más a la izquierda, bajando suavemente. Ese comportamiento es el que permite calcular el valor del parámetro z que muestran allí, y que es enrojecimiento de la luz: la galaxia "marrón" tiene z = 16.4. La luz que vemos de ella está estirada un factor de 15 veces con respecto a cuando se la emitió: así el ultravioleta queda convertido en infrarrojo. De acuerdo al modelo de expansión del universo, esa galaxia se encuentra a 35 mil millones de años luz de nosotros. Esos fotones llevan viajando 13500 millones de años; se emitieron cuando el universo tenía poco más de 200 millones de años de edad, y era muy distinto que ahora. La galaxia "violeta", que tiene una magnitud similar, en cambio, es una "colada", ya que su z = 4.8 delata que el universo ya tenía más de mil millones de años de edad cuando emitió su luz.
A medida que se acumulen observaciones de estas galaxias, estas curvas de luz permitirán calcular a qué ritmo estaban formando estrellas, cuánto polvo tenían ya en el espacio entre ellas, cuántas hay de cada tipo, cómo se organizaban en el espacio, etc. GLIMPSE y otros surveys permitirán entender cómo surgieron las primeras galaxias y cómo se organizaron, para llegar a ser como las que vemos a nuestro alrededor, donde hay planetas capaces de albergar vida.
El paper es: Kokorev et al., A Glimpse of the New Redshift Frontier through AS1063, ApJ Lett 983:L22 (2025). Es open access, pero bastante técnico; lo mejor es la foto, que en el paper ni siquiera aparece. De allí tomé la ultima imagen. La foto a todo color es del sitio de ESA, y es de NASA/ESA/JWST, y la del Hubble es de NASA/ESA/Hubble.
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