Desierto de Atacama (Chile).- Un equipo internacional de astrónomas y astrónomos ha logrado uno de los avances más notables en la observación del universo primitivo: descubrir los componentes fundamentales con los que se formaron las primeras galaxias.
Utilizando el observatorio ALMA, ubicado en el desierto de Atacama en Chile, el programa CRISTAL ha conseguido una mirada sin precedentes al universo tal como era hace más de 12 mil millones de años, cuando este apenas tenía mil millones de años de edad.
El programa CRISTAL —cuyas siglas en inglés significan «[CII] Resolved ISM in STar-forming galaxies with ALMA»— logró observar con detalle 39 galaxias formadoras de estrellas, seleccionadas por representar la población más común del universo temprano. Lo extraordinario de esta investigación radica en su capacidad de revelar cómo el gas frío, el polvo cósmico y los procesos de formación estelar dieron forma a estas galaxias en sus primeras etapas evolutivas.
Las observaciones fueron posibles gracias a la combinación de ALMA con imágenes del telescopio espacial James Webb y del Hubble. Mientras ALMA detecta la emisión de una línea específica de luz —[CII], producida por átomos de carbono ionizado en gas interestelar frío—, los telescopios espaciales complementan esa información con datos del infrarrojo cercano.
El resultado: mapas tridimensionales del medio interestelar que permiten reconstruir la arquitectura de estas galaxias jóvenes y dinámicas.
Rodrigo Herrera-Camus, profesor de la Universidad de Concepción y líder del programa, destaca la capacidad inédita de ALMA para estudiar la estructura interna de estas galaxias.
«CRISTAL nos está mostrando cómo se formaron los primeros discos galácticos, cómo surgieron estrellas en enormes cúmulos y cómo el gas moldeó las galaxias que vemos en la actualidad», afirma.
Esta afirmación no es menor: por primera vez se observa cómo se ensamblan regiones de formación estelar a gran escala, en cúmulos que abarcan varios miles de años luz.
Además del hallazgo de grandes regiones de formación estelar, el equipo descubrió señales de rotación en algunas galaxias, indicio de que ya se estaban formando estructuras similares a discos, precursoras de las actuales galaxias espirales.
Otro dato revelador fue que en muchos casos la emisión de carbono ionizado se extendía mucho más allá de la luz visible, lo que sugiere la existencia de gas frío en las afueras de estas galaxias.
Este gas podría alimentar futuras generaciones de estrellas o, en algunos casos, ser expulsado por la fuerza de los vientos estelares.
Loreto Barcos-Muñoz, coautora del estudio y científica del National Radio Astronomy Observatory (NRAO), enfatiza la dimensión transformadora del proyecto.
«Lo emocionante del programa CRISTAL es que no estamos viendo simplemente puntos de luz, sino ecosistemas complejos», señala. Gracias a la resolución sin precedentes de ALMA, el equipo logró distinguir detalles internos de galaxias extremadamente lejanas, abriendo una nueva era para el estudio de la evolución galáctica.
Entre los casos más intrigantes analizados en el estudio destacan CRISTAL-13 y CRISTAL-10. En el primero, se detectaron enormes nubes de polvo cósmico que bloquean por completo la luz visible de las estrellas jóvenes.
Sin embargo, ALMA logró detectar esa luz reemitida en longitudes de onda milimétricas, revelando regiones completamente invisibles para otros telescopios.
CRISTAL-10, en cambio, presentó una emisión de carbono ionizado sorprendentemente débil en comparación con su brillo infrarrojo, fenómeno que recuerda a galaxias ultraenrojecidas del universo cercano como Arp 220.
Esto sugiere la existencia de condiciones físicas extremas o fuentes energéticas inusuales.
Sergio Martín, jefe del Departamento de Operaciones Científicas de ALMA, resume el impacto del estudio destacando que ALMA «funciona como una verdadera máquina del tiempo».
Estas observaciones refuerzan el rol de ALMA no solo como telescopio, sino también como una verdadera máquina del tiempo, que nos permite mirar hacia las primeras etapas del universo”, afirmó. Este tipo de investigaciones solo es posible mediante programas de gran escala como CRISTAL, que aprovechan el poder total de observatorios de clase mundial.
El legado de CRISTAL no termina con estos descubrimientos. Al constituir el primer estudio sistemático del gas frío en galaxias del universo temprano, abre nuevas rutas para futuras investigaciones.
Este trabajo no solo permite comparar gas, polvo y estrellas en alta resolución, sino también probar y refinar teorías actuales sobre cómo se forman y evolucionan las galaxias.
Como concluye Herrera-Camus, «CRISTAL nos entrega datos de múltiples longitudes de onda que nos permiten poner a prueba y perfeccionar nuestras teorías sobre la evolución de las galaxias. Es un gran paso para entender cómo se formaron galaxias como la Vía Láctea».
