Hoy vamos a mirar una vez más hacia atrás en el tiempo, hacia el origen del universo o, al menos, hacia los momentos más cercanos del Big Bang que podemos observar. Para que nos guíe en ese viaje, contamos en Hablando con Científicos con Pablo Guillermo Pérez González, investigador del departamento de Astrofísica del Centro de Astrobiología (CAB), quien, por cierto, ya nos acompañó a un viaje no menos fascinante hasta buscar galaxias oscuras para el Hubble pero que aparecían con todo su esplendor al ser observadas con el nuevo telescopio espacial James Webb.

El viaje que nos propone Pablo, en esta ocasión, es mucho más lejano o, lo que es lo mismo, más atrás en el tiempo, hacia momentos en los que el universo era mucho más joven. Para lograr ver lo que allí sucedía por entonces es necesario un instrumento muy especial, el Telescopio Espacial James Webb (JWST), un verdadero observatorio espacial, equipado con un espejo primario de 6,5 m de diámetro que observa el firmamento en el infrarrojo.

Desde su lanzamiento y entrada en operación, el James Webb ha ido recogiendo, durante decenas de horas de observación, la luz procedente de una región muy concreta del cielo, mucho más pequeña que el disco de la Luna. Como Pablo G. Pérez González explica durante la entrevista, en ese pequeñísimo espacio del firmamento se descubrieron más de 40.000 galaxias, de las cuales, unas 35.000 se observaban por primera vez. Tras laborioso trabajo de selección, los investigadores fueron descartando las más cercanas hasta seleccionar un grupo de 44 galaxias que probablemente se habrían formado durante los primeros 500 millones de años del universo, incluso, una ellas es candidata a estar a tan sólo 200 millones de años del Big Bang, es decir, cuando el universo contaba con un 1% de su edad actual.

Lo más interesante de este trabajo es que permite comparar lo que se observa con lo que se pensaba que existía a partir de los modelos. Los científicos llevan años diseñando modelos cosmológicos cada vez más complejos con los que se simula la evolución del universo. Esas simulaciones, como Illustris o EAGLE proporcionan imágenes impresionantes que ahora al ser comparadas con los datos reales obtenidos con el JWST.

Las diferencias entre las simulaciones teóricas y la realidad son notables. Como explica Pablo G. Pérez González, el universo primitivo observado era mucho más brillante que el simulado, las galaxias primitivas generaron diez veces más fotones ultravioletas que los predichos por los modelos. Esto invita a revisar esos modelos y en buscar una explicación a lo observado.

Ahora es el momento de buscar explicación a esos datos y corregir, si se puede, los modelos para que se ajusten a la realidad. Pablo G. Pérez González esboza algunas de las posibles hipótesis que justifican lo descubierto. Una de ellas indica que tal vez los fotones ultravioletas que se generaron en aquellos momentos, y que ahora llegan hasta nosotros en forma de fotones infrarrojos, fueron creados por estrellas muy jóvenes y calientes, mucho más calientes y masivas que el Sol, que fusionan en su interior el hidrógeno y helio primordiales y forman elementos más pesados, como el oxígeno o el carbono. Las observaciones también han detectado que las galaxias observadas contienen esos elementos más pesados, un índice de que antes hubo formación estelar y por lo tanto debieron existir galaxias aún más lejanas que se formaron más cerca del Big Bang.

Otra posibilidad es que el exceso de fotones ultravioleta se crearan como consecuencia de la aparición de agujeros negros supermasivos, unos agujeros negros de gran tamaño que pudieron haberse formado directamente tras el Big Bang. Las galaxias primigenias descubiertas son, además, muy compactas, dos o tres veces más de lo esperado, lo que podría estar ligado a esa presencia de esos agujeros negros.

Os invito a escuchar a Pablo Guillermo Pérez González investigador del departamento de astrofísica en el Centro de Astrobiología, un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA).