Webb detecta polvo “imposible” en una galaxia primitiva y reescribe la historia del universo temprano
Observaciones del Telescopio Espacial James Webb revelaron la presencia de polvo de hierro metálico, carburo de silicio y moléculas orgánicas complejas en Sextans A, una galaxia enana con una de las metalicidades más bajas conocidas. El hallazgo demuestra que incluso en condiciones extremas, las primeras estrellas fueron capaces de forjar los componentes básicos de planetas y galaxias.
Utilizando el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, un equipo internacional de astrónomos detectó dos tipos raros de polvo cósmico en la galaxia enana Sextans A, una de las galaxias químicamente más primitivas ubicadas en las cercanías de la Vía Láctea. El descubrimiento desafía las teorías tradicionales sobre la formación del polvo en el universo temprano y ofrece nuevas claves sobre cómo evolucionaron las primeras galaxias tras el Big Bang.
Las observaciones confirmaron la presencia de polvo de hierro metálico, carburo de silicio (SiC) y pequeños cúmulos de moléculas de carbono, materiales que se creía extremadamente difíciles de formar en entornos con tan baja abundancia de elementos pesados. Sextans A contiene apenas entre un 3 % y un 7 % de la metalicidad del Sol, término que en astrofísica se utiliza para describir la proporción de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio.
Ubicada a unos 4 millones de años luz, esta galaxia carece de la fuerza gravitacional suficiente para retener grandes cantidades de elementos como hierro u oxígeno, normalmente producidos por supernovas. Por esta razón, es considerada un análogo cercano de las galaxias que poblaron el universo primitivo, cuando las estrellas recién comenzaban a enriquecer el espacio interestelar.
“Sextans A nos proporciona un modelo de las primeras galaxias polvorientas”, explicó Elizabeth Tarantino, investigadora del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial y autora principal de uno de los estudios presentados durante la 247ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana. “Estos resultados nos ayudan a interpretar las galaxias más distantes observadas por el Webb y a entender con qué materiales se estaba construyendo el universo en sus primeras etapas”.
Polvo sin los ingredientes habituales
Uno de los estudios, publicado en The Astrophysical Journal, se centró en estrellas envejecidas conocidas como estrellas de la Rama Asintótica Gigante (AGB), observadas con el instrumento MIRI del Webb. Estas estrellas, con masas entre una y ocho veces la del Sol, suelen producir polvo de silicato, pero en Sextans A los científicos esperaban encontrar muy poco polvo debido a la escasez de elementos clave.
La sorpresa fue mayúscula. “El Webb reveló una estrella que forja granos de polvo compuestos casi en su totalidad de hierro”, señaló Martha Boyer, astrónoma del STScI y autora principal del segundo estudio. “Esto nunca se había observado en estrellas análogas a las del universo primitivo”.
El hallazgo demuestra que las estrellas pueden recurrir a vías alternativas de formación de polvo, incluso cuando faltan los ingredientes tradicionales como silicio o magnesio. Según los investigadores, el polvo del universo temprano pudo haber sido muy distinto al que domina hoy en galaxias como la Vía Láctea.
Moléculas orgánicas en un entorno extremo
Un segundo estudio, aún en revisión por pares, reveló la presencia de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), grandes moléculas basadas en carbono asociadas a procesos de formación estelar. Con este descubrimiento, Sextans A se convierte en la galaxia con menor metalicidad conocida que contiene HAP.
A diferencia de las galaxias ricas en metales, donde estas moléculas se distribuyen ampliamente, en Sextans A los HAP aparecen en pequeñas y densas “islas” de gas, de apenas unos pocos años luz de tamaño. “Webb demuestra que los HAP pueden formarse y sobrevivir incluso en las galaxias más pobres en metales, pero solo en regiones bien protegidas”, explicó Tarantino.
Un universo más ingenioso de lo esperado
En conjunto, los resultados indican que el universo primitivo era mucho más creativo de lo que se pensaba en la producción de polvo, un componente esencial para la formación de estrellas, planetas y, eventualmente, vida.
“Cada descubrimiento en Sextans A nos recuerda que el universo temprano fue más ingenioso de lo que imaginábamos”, concluyó Boyer. “Las estrellas encontraron la manera de formar los componentes básicos de los planetas mucho antes de que existieran galaxias como la nuestra”.
El Telescopio Espacial James Webb, el observatorio espacial más avanzado del mundo, continúa así ampliando la comprensión sobre los orígenes del cosmos. El proyecto es liderado por la NASA, en colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA), y sigue entregando hallazgos clave sobre el pasado, presente y futuro del universo.