El doctor Rodrigo Herrera encabezó un trabajo internacional que sintetiza los principales avances logrados gracias a la combinación del Observatorio Alma y el telescopio espacial James Web, revelando que las primeras galaxias y agujeros negros se formaron antes y más rápido de lo previsto, además de relevar el rol protagónico de Chile en las próximas décadas.
Un equipo internacional encabezado por el doctor Rodrigo Herrera-Camus, académico del Departamento de Astronomía de la Universidad de Concepción (UdeC) y director del Núcleo Milenio de Galaxias (Mingal), desarrolló un trabajo que integra los principales conocimientos sobre el comienzo del Universo obtenidos por observaciones conjuntas de dos relevantes instrumentos durante los últimos tres años.
“El Universo temprano con JWST y ALMA” es el artículo, publicado la semana pasada en la revista Nature Astronomy, que engloba los avances logrados gracias a la combinación del observatorio ALMA, ubicado al norte de Chile, y el telescopio espacial James Webb (JWST).
“Esto es una hermosa hazaña, no sólo por su prometedor contenido, sino porque Nature Astronomy nos invitó a escribir este artículo y eso es un verdadero reconocimiento a que somos líderes en la materia. No es sólo lo que nuestro equipo ha aprendido mediante sus investigaciones, éste es un artículo sobre lo que la comunidad astronómica global ha aprendido sobre el Universo temprano. Eso es muy poco frecuente. Es un verdadero honor”, manifestó el doctor Herrera-Camus.
Gracias a la combinación de datos, explicó Herrera, el estudio de las galaxias observadas entre 300 y 800 millones de años después del Big Bang ha experimentado un cambio profundo. “Hoy sabemos que las galaxias y los agujeros negros supermasivos asociados a ellas surgieron mucho antes en la historia cósmica de lo que predecían los modelos clásicos”, afirmó el astrónomo.
Antes de la existencia de estos instrumentos, la investigación de galaxias lejanas se basaba principalmente en observaciones en luz ultravioleta y estimaciones globales de masa y formación estelar, con información limitada sobre gas y polvo. Hoy es posible observar gas frío, polvo y estrellas en escalas comparables a las estudiadas en galaxias cercanas, revelando que la evolución temprana fue más rápida, compleja y diversa de lo esperado.
“Tanto en abundancia como en tamaño, estas primeras galaxias emergieron y crecieron mucho más rápido de lo que nuestras simulaciones podrían explicar. Ha sido una verdadera revolución para entender cómo galaxias como la Vía Láctea se formaron tan temprano”, expuso.
Entre los hallazgos se encuentra la rápida aparición de polvo interestelar y de elementos químicos como carbono, nitrógeno y oxígeno en los primeros instantes de estos cuerpos.
El trabajo también documentó la detección de discos galácticos bien organizados en épocas muy tempranas, desafiando la idea de que estas estructuras se formaban de manera lenta y gradual. A esto se suma la identificación de agujeros negros supermasivos “bebés”, algunos sin una galaxia anfitriona claramente visible, así como vientos galácticos muy potentes capaces de expulsar gas y regular la formación estelar desde etapas iniciales.
Rodrigo Herrera-Camus | Cedida
“Este artículo presenta una visión integrada del Universo primitivo, considerando las investigaciones más relevantes a lo ancho del mundo, para construir un panorama coherente de cómo se forman las primeras galaxias, cómo se enriquecen en metales, cómo nacen los primeros discos y cómo crecen los primeros agujeros negros”, sostuvo el también investigador del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines-Cata (Centro Basal de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo). Según el astrónomo, este artículo se convierte en una referencia actualizada para el campo.
El trabajo se apoya en observaciones de ALMA que trazan el medio interestelar temprano mediante líneas atómicas, y en datos de JWST obtenidos con distintos instrumentos. Estos resultados se complementan con simulaciones cosmológicas avanzadas y técnicas de análisis espectroscópico y modelado energético, proyectando además el rol del Extremely Large Telescope (ELT).
En este sentido, resaltó que el trabajo enfatizó en el rol protagónico que jugará Chile en el estudio del Universo temprano gracias a la entrada en operación del ELT, que en combinación con ALMA ayudarán a revelar con un nivel de detalle sin precedentes cómo se formaron las primeras galaxias.
Es, además, resultado de más de un año y medio de trabajo que tuvo su punto de partida en un workshop internacional realizado en diciembre de 2024 en Leiden (Holanda).
El estudio fue escrito junto a investigadores del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre de Alemania, el Instituto Nacional de Astrofísica de Italia, el Observatorio de la Universidad de Leiden, y el Instituto Kavli para la Física y las Matemáticas del Universo de la Universidad de Tokio.