Cuando observamos el universo distante, también estamos mirando hacia atrás en el tiempo. Por eso los astrónomos esperaban encontrar en sus primeras etapas galaxias pequeñas y todavía en proceso de crecimiento.
El James Webb está demostrando que la realidad fue bastante más complicada.
Dentro del programa FRESCO, un equipo internacional dirigido por la Universidad de Ginebra estudió sistemáticamente 36 galaxias masivas y ocultas por polvo con desplazamientos al rojo de entre 5 y 9, correspondientes al primer tramo de la historia cósmica. Entre ellas aparecieron tres objetos tan extremos que los investigadores terminaron llamándolos “Red Monsters” o “monstruos rojos”.
Tres galaxias casi tan masivas como la Vía Láctea
El problema no es únicamente que sean grandes. Es cuándo consiguieron serlo.
Las tres galaxias ya poseían masas estelares superiores a aproximadamente 100.000 millones de masas solares cuando el universo estaba dentro de sus primeros mil millones de años. Su aspecto rojizo en las imágenes del Webb procede fundamentalmente de las grandes cantidades de polvo que oscurecen su luz.
Antes del Webb, precisamente ese polvo hacía muy difícil caracterizar objetos semejantes. La combinación de imágenes infrarrojas y espectroscopia NIRCam/grism permitió obtener distancias espectroscópicas y estimaciones de masa mucho más fiables.
Y entonces apareció la anomalía.
Convirtieron una cantidad extraordinaria de materia en estrellas
Según los modelos habituales, las galaxias crecen dentro de enormes halos de materia oscura. Su gravedad atrae gas normal —la materia bariónica—, pero solo una fracción termina transformándose en estrellas.
En las galaxias más eficientes del universo posterior, esa proporción suele alcanzar como máximo alrededor del 20%.
Para explicar los tres monstruos rojos, en cambio, el análisis requiere que aproximadamente el 50% de los bariones disponibles hayan acabado convertidos en estrellas. Eso representa una eficiencia entre dos y tres veces mayor que la de las galaxias más eficientes de épocas posteriores.
En otras palabras: estas galaxias parecen haber encontrado la forma de crecer extraordinariamente deprisa cuando el universo apenas estaba empezando.
No significa que el Big Bang o la materia oscura estén equivocados
Aquí conviene frenar una interpretación frecuente.
El descubrimiento no contradice el modelo cosmológico estándar ΛCDM. De hecho, los propios autores señalan expresamente que la muestra completa de 36 galaxias es compatible con la cantidad de halos de materia oscura que el modelo permite en aquella época.
La dificultad está en otro punto: cómo la materia contenida en algunos de esos halos pudo transformarse en estrellas con semejante eficacia.
Tampoco parece sencillo explicar sus enormes masas diciendo que en realidad estamos viendo principalmente agujeros negros activos. Los investigadores señalan que la emisión de los tres objetos aparece extendida espacialmente, lo que hace poco probable que un núcleo galáctico activo domine por completo la luz utilizada para estimar sus masas.
Solo son tres, pero podrían esconder una población mucho mayor
Los tres objetos extremos también podrían haber tenido un peso desproporcionado en el universo temprano. El estudio estima que galaxias ultramasivas de este tipo pudieron contribuir hasta alrededor del 17% de toda la formación estelar cósmica entre desplazamientos al rojo aproximados de 5 y 6.
Por ahora, tres galaxias no bastan para reconstruir toda la historia de formación galáctica. El siguiente paso será observarlas con mayor detalle mediante JWST y ALMA, además de buscar nuevos ejemplos para saber si son rarezas o representantes de una población que hasta ahora permanecía escondida por el polvo.
El James Webb no ha demostrado que todo lo que sabíamos sobre el universo estuviera equivocado. Ha encontrado algo quizá más interesante: el universo joven parecía capaz de fabricar galaxias gigantes mucho más rápido de lo que nuestros modelos de formación galáctica consiguen explicar cómodamente.
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