«Detectaremos miles de galaxias en el universo primitivo gracias al Webb»

► Ha obtenido un tiempo récord de observación en el nuevo telescopio para conocer cómo se produjo el amanecer cósmico

«Han superado todas mis expectativas». Cuando Jeyhan Kartaltepe, astrofísica en el Instituto de Tecnología de Rochester en Nueva York (EE.UU.), vio las primeras fotos del flamante Telescopio Espacial James Webb (JWST), dadas a conocer al público recientemente, quedó asombrada por su nivel de detalle. Como experta en la formación y evolución de las galaxias, le entusiasmó sobre todo la del cúmulo SMACS 0723, presentada con gran boato por el mismo presidente Biden. Se trata de la imagen infrarroja más profunda y nítida del universo distante hasta el momento, un campo profundo repleto de miles de galaxias, algunas de ellas extremadamente tenues. «Me dejó sin respiración», reconoce la investigadora.

Tendrá que recuperar el resuello porque Karltaltepe ha obtenido 256 horas de tiempo de observación de las 6.000 disponibles en el Webb, uno de los períodos más largos en el primer ciclo del instrumento, para intentar responder a las grandes incógnitas sobre cómo se produjo el amanecer cósmico, el encendido de las primeras estrellas y galaxias hace unos 13.000 millones de años (el Universo tiene 13.770 millones de años, según una reciente estimación), lo que se conoce como proceso de reionización.

—¿Qué es lo primero que hizo al ver las fotos del James Webb?

—Me pasé la mayor parte del día siguiente haciendo zoom en las distintas galaxias de la imagen del campo profundo, asombrada por los objetos tan débiles que podíamos ver.

—Ahora tiene un tiempo extraordinario para ver esos objetos directamente con el telescopio.

—Es un privilegio increíble y en muchos sentidos sigo estando en shock. Recibimos la noticia por correo electrónico. ¡No podía creerlo!

—¿Cómo va a usar todo ese tiempo?

—Vamos a mapear una gran área del cielo, mucho más grande que cualquiera de los otros programas que han sido aprobados. Con esta estrategia, detectaremos miles de galaxias en el universo muy primitivo y mapearemos la estructura a gran escala existente en estos tiempos. También identificaremos galaxias evolucionadas raras e investigaremos cómo llegaron a formarse tan temprano en la historia del universo. Y mapearemos la materia oscura y su relación con la materia visible más atrás de lo que hemos podido antes.

—¿Qué ventajas tendrá el Webb frente a otros telescopios como el Hubble?

—Hay dos principales. La primera es que es más grande, lo que nos permitirá ver galaxias más débiles (y por lo tanto más distantes), y hacerlo con mayor detalle. La segunda es que el Webb observa en la parte del espectro cercana al infrarrojo medio. Esto es muy importante para estudiar galaxias distantes, porque la luz visible que emiten se ha desplazado a la parte infrarroja del espectro cuando llega al telescopio.

Mucho más sensible —¿Lo que antes eran manchas se convertirá en objetos definidos y donde había vacíos aparecerán estrellas?

—Sin duda habrá galaxias que antes eran pequeñas manchas débiles que aparecerán con mayor detalle. También estamos encontrando muchas galaxias en regiones del cielo que antes parecían estar bastante vacías porque el Webb es mucho más sensible.

—Va a estudiar una porción específica del cielo. ¿Por qué la ha elegido?

—Observaremos una región del cielo conocida como el campo ‘Cosmos’ (The Cosmic Evolution Survey). Elegimos este campo porque tiene una larga historia de observaciones con casi todos los telescopios terrestres y espaciales que pueda imaginar, por lo que ya tenemos mucha información y recursos para aprovechar para nuestro análisis. Otro beneficio es que es un ‘campo ecuatorial’, lo que significa que podemos verlo desde casi todos los observatorios de la Tierra, lo que será muy importante para el estudio futuro de las galaxias que descubramos.

—¿Cómo eran esas primeras estrellas?

—Las primeras estrellas eran muy diferentes de las actuales porque estaban compuestas casi por completo de hidrógeno con un poco de helio, pero no tenían elementos pesados (que aún no tuvieron tiempo de formarse en las estrellas). Probablemente eran muy masivas y de corta duración.

—¿Cómo cree que se produjo este proceso de reionización? ¿Sucedió en todo el cielo a la vez?

—Creo que fue un proceso irregular, que comenzó primero en algunas regiones (como un parche) y luego se expandió con el tiempo para llenar el universo. Todavía no tenemos una buena idea de cuándo comenzó, cuáles fueron

Campo profundo

«La primera foto me dejó sin respiración. Me pasé la mayor parte del día haciendo zoom»

Reionización

«Las primeras galaxias eran muy diferentes de las actuales. Buscaremos evidencias de la existencia de agujeros negros tempranos»

realmente sus escalas físicas o qué tipos de galaxias fueron las responsables. Estas son algunas de las principales preguntas que abordará nuestro programa.

—Pero, hasta ahora, ¿qué sabemos de cómo se formaron estas primeras galaxias?

—En gran parte habrían consistido en nubes de gas que colapsaron bajo la gravedad y la rotación para formar discos, pero estos primeros discos habrían sido muy diferentes de las galaxias espirales actuales.

—¿Tenían agujeros negros?

—Esta es definitivamente una pregunta abierta y hay muchas teorías sobre cómo se formaron los primeros agujeros negros. Lo que sí sabemos es que debieron aparecer muy temprano para volverse tan masivos a la velocidad a la que lo hicieron. Por ese motivo, estamos muy interesados en buscar evidencias de estos objetos en las primeras galaxias.

—¿Hasta dónde podremos llegar en el tiempo con el Webb?

—No podremos ver las primeras luces del universo, pero podremos ver unos cientos de millones de años después del Big Bang.

—¿Cree que este telescopio dará resultados revolucionarios?

—¡Absolutamente! ¡Ya estamos impresionados por lo que podemos ver en las primeras imágenes... y es solo el comienzo!