"La galaxia HD1 representaría un bebé gigante en la sala de partos del universo primitivo". Así define el astrónomo del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian, Avi Loeb su reciente hallazgo, porque la galaxia más lejana conocida hasta el momento, a 13.500 millones a años luz de La Tierra, fue uno de los primeros nacimientos del universo primigenio. Este descubrimiento resulta ser así el mayor acercamiento de la humanidad a los confines del universo.
Se calcula que nuestro universo tiene 13.800 millones de años, por tanto, HD1 se concibió tan solo unos 300 millones de años después. El descubrimiento, que ha sido publicado en la revista Astrophysical Journal, desentraña aún varios misterios, la mayoría relacionados con su naturaleza.
El sistema estelar irradia una intensa luz brillante y ultravioleta, que significa que en ella están ocurriendo –u ocurrieron hace algunos miles de millones de años– unos intensos "procesos energéticos", que, como destaca Fabio Pacucci, autor principal del estudio, no tienen una simple respuesta.
De ahí que, en un artículo adjunto al primer estudio publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters, los científicos se hayan lanzado a especular sobre lo que puede estar generando ese brillo y que su relación con la propia naturaleza de la galaxia.
El equipo de investigación ha propuesto dos posibilidades. La primera de sus teorías es que la galaxia era bastante convencional pero contaba con algunos "brotes estelares", lo que quería decir que ese intenso brillo ultravioleta puede tener relación con la rápida productividad estelar de HD1, pero dentro de los estándares conocidos.
Más de 100 estrellas al año
Sin embargo y tras calcular cuántas estrellas estaba produciendo HD1, obtuvieron «una cifra increíble». La galaxia más lejana del universo estaría formando más de 100 estrellas cada año. Un ritmo «al menos 10 veces superior a lo que esperamos para estas galaxias», como explica Pacucci. Fue entonces cuando el equipo comenzó a sospechar que quizás HD1 podría no estar formando estrellas normales y corrientes.
Los científicos creen que puede estar formada por estrellas primigenias o un agujero negro masivo
Las que podrían estar detrás de este ritmo tan alto de producción podrían ser las estrellas primigenias, mucho más «masivas, luminosas y calientes» que las modernas, como destaca Pacucci. Así fue como llegaron a la conclusión de que esta galaxia puede albergar estrellas de primera generación. Concretamente de la conocida Población III, en la que se encuentran las primeras estrellas del universo, que, hasta ahora, nunca se han observado. Se cree que que estas estrellas existían en el universo primitivo y son las que iniciaron la producción de elementos químicos más pesados que el hidrógeno, necesarios para la posterior formación de planetas y de la vida tal y como la conocemos. La existencia de estrellas de la Población III se deduce de la cosmología, pero aún no se han observado directamente.
Se han encontrado pruebas indirectas de su existencia en una galaxia con lente gravitacional en una parte muy lejana del universo. La detección de estrellas de la población III es un objetivo del telescopio espacial James Webb de la NASA. Si así fuera, este descubrimiento podría proporcionar algunas respuestas al origen del universo.
"Si asumimos que las estrellas producidas en HD1 son estas primeras, o estrellas de la Población III, entonces sus propiedades podrían explicarse más fácilmente", resalta el investigador. De hecho, las estrellas de la Población III son capaces de producir más luz ultravioleta que las estrellas normales, por lo que esta teoría "podría aclarar la extrema luminosidad ultravioleta de HD1", razona.
Un agujero negro
Otra posibilidad es que HD1 contenga un agujero negro supermasivo con una masa 100 millones de veces superior a la de nuestro Sol. Al engullir enormes cantidades de gas, la región que rodea al agujero negro podría emitir fotones de alta energía, lo que concuerda con el intenso brillo de la galaxia.
De ser así, el descubrimiento también tomaría un cariz interesante, pues se convertiría en el agujero negro supermasivo más temprano conocido por la humanidad, observado mucho más cerca en el tiempo del Big Bang en comparación con el actual poseedor del récord. HD1 necesitó más de 1.200 horas de observación con varios telescopios de diferentes tipos para ser descubierta. Los investigadores utilizaron el telescopio Subaru, el telescopio VISTA, el telescopio infrarrojo del Reino Unido y el telescopio espacial Spitzer.
Para Yuichi Harikane, astrónomo de la Universidad de Tokio y responsable del descubrimiento de la galaxia, encontrar este objeto tan lejano "fue un trabajo muy duro", pues tuvo que discriminarlo entre "más de 700.000 objetos". "El color rojo de HD1 se ajustaba sorprendentemente bien a las características esperadas de una galaxia situada a 13.500 millones de años luz, lo que me puso la piel de gallina al encontrarla", destacó.
El equipo utilizará el telescopio espacial James Webb para conocer más a fondo la nueva galaxia
A continuación, el equipo realizó observaciones de seguimiento con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ubicada en Chile, para confirmar la distancia. Esta galaxia se encuentra es 100 millones de años luz más lejana que GN-z11, que hasta el momento poseía el récord de la galaxia más lejana. GN-z11 se observó a 13.400 millones de años.
El equipo de investigación sigue abierto a encontrar las respuestas que han quedado en el aire con el descubrimiento. Para ello utilizarán el telescopio espacial James Webb de la NASA. Uno de los objetivos de este telescopio es rastrear el origen de las primeras galaxias, además de buscar señales de habitabilidad en los exoplanetas. De esta manera, el equipo de investigadores volverá a observar pronto HD1 para verificar su distancia a la Tierra. Si los cálculos actuales son correctos, HD1 será la galaxia más lejana –y más antigua– jamás registrada.
