Han pasado 7.000 millones de años y el apogeo de la formación de estrellas en el universo está empezando a disminuir. ¿Cómo habría sido nuestra galaxia, la Vía Láctea, en esa época? Los astrónomos que utilizan el Telescopio Espacial James Webb de la NASA han encontrado pistas en forma de un signo de interrogación cósmico, resultado de una rara alineación a lo largo de años luz del espacio.

“Sabemos de solo tres o cuatro casos de configuraciones de lentes gravitacionales similares en el universo observable, lo que hace que este hallazgo sea emocionante, ya que demuestra el poder de Webb y sugiere que tal vez ahora encontremos más de estas”, dijo el astrónomo Guillaume Desprez de la Universidad de Saint Mary en Halifax, Nueva Escocia, miembro del equipo que presenta los resultados de Webb.

Si bien esta región se ha observado anteriormente con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, la galaxia roja y polvorienta que forma la intrigante forma de signo de interrogación solo se hizo visible con Webb. Esto se debe a que las longitudes de onda de la luz que detecta el Hubble quedan atrapadas en el polvo cósmico, mientras que las longitudes de onda más largas de la luz infrarroja pueden atravesarlo y ser detectadas por los instrumentos de Webb.

Los astrónomos utilizaron ambos telescopios para observar el cúmulo de galaxias MACS-J0417.5-1154, que actúa como una lupa porque el cúmulo es tan masivo que deforma el tejido del espacio-tiempo. Esto permite a los astrónomos ver con mayor detalle galaxias mucho más distantes detrás del cúmulo. Sin embargo, los mismos efectos gravitacionales que magnifican las galaxias también causan distorsión, lo que da como resultado galaxias que aparecen dispersas en el cielo en arcos e incluso aparecen varias veces. Estas ilusiones ópticas en el espacio se denominan lentes gravitacionales.

La galaxia roja revelada por Webb, junto con una galaxia espiral con la que interactúa y que fue detectada previamente por el Hubble, se están magnificando y distorsionando de una manera inusual, que requiere una alineación particular y poco común entre las galaxias distantes, la lente y el observador, algo que los astrónomos llaman lente gravitacional umbilical hiperbólica. Esto explica las cinco imágenes del par de galaxias que se ven en la imagen de Webb, cuatro de las cuales trazan la parte superior del signo de interrogación. El punto del signo de interrogación es una galaxia no relacionada que está en el lugar y el espacio-tiempo correctos, desde nuestra perspectiva.

Además de producir un estudio de caso de la capacidad del instrumento NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) de Webb para detectar ubicaciones de formación estelar dentro de una galaxia a miles de millones de años luz de distancia, el equipo de investigación tampoco pudo resistirse a resaltar la forma del signo de interrogación. "Esto se ve genial. Imágenes tan asombrosas como ésta son la razón por la que me interesé por la astronomía cuando era joven”, dijo el astrónomo Marcin Sawicki de la Universidad de Saint Mary, uno de los investigadores principales del equipo.

“Saber cuándo, dónde y cómo se produce la formación de estrellas dentro de las galaxias es crucial para comprender cómo han evolucionado las galaxias a lo largo de la historia del universo”, dijo el astrónomo Vicente Estrada-Carpenter de la Universidad de Saint Mary, que utilizó los datos ultravioleta del Hubble y los infrarrojos de Webb para mostrar dónde se están formando nuevas estrellas en las galaxias. Los resultados muestran que la formación de estrellas está muy extendida en ambas. Los datos espectrales también confirmaron que la nueva galaxia polvorienta se encuentra a la misma distancia que la galaxia espiral que está frente a frente, y es probable que estén empezando a interactuar.

“Ambas galaxias del par Signo de Interrogación muestran una formación estelar activa en varias regiones compactas, probablemente como resultado de la colisión del gas de las dos galaxias”, dijo Estrada-Carpenter. “Sin embargo, la forma de ninguna de las galaxias parece demasiado alterada, por lo que probablemente estemos viendo el comienzo de su interacción entre sí”.

“Estas galaxias, vistas hace miles de millones de años cuando la formación estelar estaba en su apogeo, son similares a la masa que habría tenido la Vía Láctea en ese momento. Webb nos está permitiendo estudiar cómo habría sido la adolescencia de nuestra propia galaxia”, dijo Sawicki.