Un nuevo análisis de galaxias distantes fotografiadas por el Telescopio Espacial James Webb de la NASA muestra que son extremadamente jóvenes y comparten algunas similitudes notables con los “guisantes verdes”, una clase rara de galaxias pequeñas ubicadas en nuestro vecindario cósmico.

“Con las huellas dactilares químicas detalladas de estas primeras galaxias, vemos que incluyen lo que podría ser la galaxia más primitiva identificada hasta ahora. Al mismo tiempo, podemos conectar estas galaxias desde el amanecer del universo con otras similares cercanas, que podemos estudiar con mucho más detalle”, dijo James Rhoads, astrofísico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, quien presentó los hallazgos en la reunión 241 de la Sociedad Astronómica Americana en Seattle.

Las galaxias “guisantes” fueron descubiertas y nombradas en 2009 por voluntarios que participaron en Galaxy Zoo, un proyecto en el que científicos aficionados ayudan a clasificar galaxias en imágenes, comenzando con las del Sloan Digital Sky Survey. Los “guisantes” se destacaron como puntos pequeños, redondos y sin resolver con un tono claramente verde, como consecuencia tanto de los colores asignados a los diferentes filtros en las imágenes compuestas de la observación como de una propiedad de las propias galaxias.

Los colores de la galaxia son inusuales porque una fracción considerable de su luz proviene de nubes de gas que brillan intensamente. Los gases emiten luz en longitudes de onda específicas, a diferencia de las estrellas, que producen un espectro de color continuo similar al del arco iris. Estas galaxias también son bastante compactas, por lo general solo tienen unos 5.000 años luz de diámetro o aproximadamente el 5% del tamaño de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

“Los “guisantes” pueden ser pequeños, pero su actividad de formación de estrellas es inusualmente intensa para su tamaño, por lo que producen luz ultravioleta brillante”, dijo Keunho Kim, investigador postdoctoral en la Universidad de Cincinnati y miembro del equipo de análisis. “Gracias a las imágenes ultravioleta de los “guisantes verdes” del Hubble y la investigación terrestre sobre las primeras galaxias con formación de estrellas, está claro que ambos comparten esta propiedad”.

En Julio de 2022, la NASA y sus socios en la misión del Webb lanzaron la imagen infrarroja más profunda y nítida del universo distante jamás vista, capturando miles de galaxias dentro y detrás de un cúmulo conocido como SMACS 0723. La masa del cúmulo lo convierte en una lente gravitacional, que magnifica y distorsiona la apariencia de las galaxias de fondo. Entre las galaxias más débiles detrás del cúmulo había un trío de objetos infrarrojos compactos que parecían ser parientes lejanos de los “guisantes verdes”. La más distante de estas tres galaxias se amplió unas 10 veces, suponiendo una ayuda significativa apoyando las capacidades sin precedentes del telescopio.

Webb hizo más que obtener imágenes del cúmulo, su instrumento: Espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) también capturó los espectros de galaxias seleccionadas de la zona. Cuando Rhoads y sus colegas examinaron estas medidas y las corrigieron por el tramo de longitud de onda resultante de la expansión del espacio, vieron que los rasgos característicos emitidos por el oxígeno, el hidrógeno y el neón se alineaban en un parecido sorprendente con los que se ven en los “guisantes” cercanos.

Además, los espectros del Webb permitieron, por primera vez, medir la cantidad de oxígeno en estas galaxias del amanecer cósmico.

A medida que las estrellas producen energía, transmutan elementos más livianos como el hidrógeno y el helio en otros más pesados. Cuando las estrellas explotan o pierden sus capas externas al final de su vida, estos elementos más pesados se incorporan al gas que forma las próximas generaciones estelares y el proceso continúa. A lo largo de la historia cósmica, las estrellas han enriquecido constantemente el universo.

Dos de las galaxias que ha observado el Webb contienen oxígeno en un aproximadamente 20% del nivel de nuestra Vía Láctea. Se asemejan a las típicas “guisantes verdes”, que sin embargo constituyen menos del 0,1% de las galaxias cercanas observadas por el estudio Sloan. La tercera galaxia estudiada es aún más inusual.

“Estamos viendo estos objetos tal como existían hace 13.100 millones de años, cuando el universo tenía aproximadamente el 5% de su edad actual”, dijo el investigador de Goddard, Sangeeta Malhotra. “Y vemos que son galaxias jóvenes en todos los sentidos, llenas de estrellas jóvenes y gas brillante que contiene pocos productos químicos reciclados de estrellas anteriores. De hecho, uno de ellos contiene solo el 2% del oxígeno de una galaxia como la nuestra y podría ser la galaxia químicamente más primitiva identificada hasta ahora”.