Cuando el telescopio espacial James Webb comenzó a enviar sus primeras imágenes en 2022, la comunidad científica esperaba confirmar los modelos cosmológicos existentes con mayor precisión que nunca. Lo que encontraron fue algo mucho más perturbador: galaxias enormes que no deberían existir en el universo temprano, y que están obligando a los astrofísicos a repensar algunas de sus suposiciones más básicas sobre cómo se forma y evoluciona el cosmos.
El hallazgo que nadie esperaba
En los primeros meses de operación, el Webb detectó varias galaxias masivas formadas apenas 300 a 500 millones de años después del Big Bang. El problema es que, según los modelos estándar de formación estelar, el universo no debería haber tenido tiempo de acumular tanta masa tan rápidamente. Una de estas galaxias, catalogada como JWST-ER1g, tiene una masa similar a nuestra propia Vía Láctea, pero existía cuando el universo tenía apenas el 4% de su edad actual.
Los astrofísicos se encontraron ante un dilema: o los modelos estaban equivocados, o estas observaciones tenían alguna interpretación alternativa que aún no comprendían.
Por qué el Webb puede ver lo que Hubble no podía
El telescopio espacial Hubble, lanzado en 1990, observaba principalmente en luz visible e infrarroja cercana. El problema es que cuando la luz de las galaxias más distantes viaja miles de millones de años hasta nosotros, su longitud de onda se estira (efecto doppler cosmológico) hasta el infrarrojo lejano, fuera del rango del Hubble.
El Webb está diseñado específicamente para detectar infrarrojo medio y lejano, con un espejo primario de 6,5 metros de diámetro (frente a los 2,4 metros del Hubble) y una sensibilidad sin precedentes. Esto le permite ver galaxias formadas en el universo muy temprano que eran literalmente invisibles para cualquier telescopio anterior.
Lo que dicen los datos y lo que significan
El estudio más exhaustivo publicado hasta la fecha sobre estas «galaxias imposibles» fue liderado por investigadores de la Universidad de Edimburgo y publicado en Nature en 2023. El equipo identificó seis galaxias candidatas cuya masa combinada supera en un factor de 100 lo que predecían los modelos para ese período del universo.
Las interpretaciones van desde errores en las mediciones de masa (que podrían estar sobreestimadas) hasta la posibilidad de que la formación estelar en el universo temprano fuera mucho más eficiente de lo que suponemos, pasando por teorías más especulativas sobre la materia oscura que sugieren un comportamiento diferente al estándar.
Implicaciones para la cosmología estándar
El modelo cosmológico estándar, conocido como ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter), ha sido enormemente exitoso en explicar la estructura a gran escala del universo: la distribución de galaxias, el fondo cósmico de microondas, la expansión acelerada. Pero si las galaxias masivas del Webb resultan ser tan antiguas y masivas como indican los datos, algo en ese modelo necesita revisión.
Algunos cosmólogos sugieren que quizás las primeras estrellas (las llamadas estrellas de Población III, aún no observadas directamente) eran mucho más masivas y brillantes de lo supuesto, permitiendo una acumulación de masa más rápida de lo predicho. Otros apuntan a posibles ajustes en los modelos de materia oscura que afectarían a cómo se agrupa la materia en el universo temprano.
El Webb apenas ha empezado
El telescopio tiene una vida operativa estimada de entre 10 y 20 años, y lleva apenas dos en funcionamiento pleno. Los astrónomos han descrito sus observaciones actuales como equivalentes a los primeros capítulos de un libro cuyo final aún no se conoce. Cada nuevo campo profundo que el Webb captura añade más galaxias inesperadas, más datos que tensionan los modelos y más preguntas sin respuesta.
Lo que está claro es que el universo es más complejo, y quizás más interesante, de lo que cualquier modelo teórico había anticipado. Y que el James Webb Space Telescope ha convertido una de las preguntas más antiguas de la humanidad —¿cómo empezó todo?— en una investigación activa llena de sorpresas.
