Liderados por el prestigioso astrónomo Richard Ellis del California Institute of Technology, el equipo ha utilizado el Keck II, uno de los miembros de la pareja de telescopios ópticos e infrarrojos de 10 metros situados en el observatorio W.M.Keck de Hawai para detectar la débil luz de la galaxia amplificada por un cúmulo masivo de galaxias interpuesto en la línea de visión. Ellis explica: «Una lente gravitatoria es el aumento de brillo de una fuente distante producido por estructuras interpuestas. Mirando cuidadosamente a través de cúmulos bien escogidos hemos localizado seis galaxias en formación a una distancia sin precedentes, correspondiente al momento en que el universo tenía tan sólo 500 millones de años, o menos que un cuatro por ciento de su edad actual».

Mira lejos, mirar atrás.

Los astrónomos realmente no son capaces de medir la distancia a una galaxia. Lo más que pueden hacer es recolectar luz en grandes telescopios hasta tener la cantidad suficiente que les permita extraer un espectro. Un espectro consiste en separar las diferentes longitudes de onda o colores que componen la luz con la intención de reconocer la huella de los elementos químicos que la emitieron. Una vez identificada la huella apropiada -perteneciente normalmente al hidrógeno, el elemento más abundante en el universo- se compara con la equivalente en la Tierra. Se deduce entonces un número que se llama desplazamiento al rojo que nos indica en qué factor se ha alargado la longitud de onda desde que fuese emitida la luz.

El desplazamiento al rojo así determinado para los seis objetos que menciona Richard Ellis están comprendidos entre 8,8 y 10,1. Eso significa que la longitud de onda de la luz se ha alargado una once veces desde que abandonara la galaxia que la emitió. El alargamiento es producido por la expansión del universo. La distancia entre la galaxia más lejana y la nuestra es ahora unas once veces mayor que cuando fue emitida la luz.

Utilizando el mejor modelo disponible para describir la dinámica del universo, se deduce que la luz de esa galaxia más lejana fue emitida hace exactamente 13.190 millones de años, cuando el universo que observamos a nuestro alrededor tenía -según el mismo modelo- apenas 475 millones de años. Esa luz ha estado viajando hasta nosotros durante algo más de 13 mil millones de años, aunque la distancia ha aumentado debido a la expansión del universo hasta los 31 mil millones de años luz actuales.

Buscando las primeras estrellas

De confirmarse el hallazgo de este lejano grupo de galaxias, las implicaciones serían importantes. Uno de los colaboradores del proyecto, Dan Stark de Caltech afirma: «Que hayamos encontrado tantas galaxias distantes en la pequeña área del cielo muestreada sugiere que son de hecho muy numerosas». Ellis bromea al respecto: «Obviamente es ir algo lejos estimar una población a partir de sólo seis objetos, pero si salieses a una calle londinense, miraras un pedazo de pavimento y encontraras a seis personas allí, creo que se podría concluir razonablemente que Londres es un lugar populoso».

A partir de los estudios del fondo cósmico de microondas se sabe que unos 400.000 años después de la Gran Explosión, la temperatura descendió lo bastante para que los electrones libres hasta el momento se pudiesen combinar con los protones para formar átomos neutros de hidrógeno. A partir de ese momento ese gas neutro de hidrógeno pudo empezar a colapsar por gravedad formando las primeras galaxias enanas durante los siguientes 100 millones de años. Dentro de estas protogalaxias empezaron a su vez a formar las primeras estrellas, gigantes azules de gran masa y elevadas temperaturas que terminarían por volver a separar a los electrones de los protones creando el plasma de hidrógeno que detectamos actualmente entre las estrellas. A ese periodo que va desde la emisión del fondo cósmico de microondas hasta la aparición de las primeras protogalaxias se conoce como Edades Oscuras por la simple razón de que en ese momento nada emitía luz visible, aunque el nombre sea además apropiado a causa del vacío observacional y teórico que existe de ese periodo del universo. En palabras de Dan Stark: «Estimamos que la radiación emitida por toda esta población podría ser suficiente para romper (ionizar) los átomos de hidrógeno presentes en el espacio durante esa época, poniendo fin a las Edades Oscuras». Y continúa: «Podemos inferir que hubo gran cantidad de formación estelar en esa época tan temprana de las medidas tomadas por el Telescopio Espacial Spitzer donde se aprecian galaxias de mayor tamaño cuando el universo tenía de unos 300 a 500 millones años de edad. Esas galaxias muestran signos de la existencia de estrellas viejas (como mostró un trabajo anterior donde también participaron ambos autores). Producir esa estrellas viejas requiere una actividad previa significativa, probablemente en las galaxias débiles con formación estelar que acabamos de observar».

Cazadores de galaxias lejanas

En marzo de 2004, otro equipo de astrónomos usando la misma técnica que el grupo de Ellis afirmaron haber encontrado una galaxia con desplazamiento al rojo de 10. Unos meses más tarde, otro equipo independiente no pudo confirmar la detección. El récord actual mayoritariamente aceptado fue anunciado el año pasado y corresponde a la galaxia IOK-1 a un desplazamiento al rojo de 6,96. Conociendo las dificultades de la caza de galaxias tan lejanas aún con los mayores telescopios de los que disponen los astrónomos en la actualidad , el equipo de Ellis ha sido cauteloso y se ha abstenido de publicar unos resultados que probablemente estuviesen en su poder en los últimos 12 meses. «Como sucede con todo trabajo en la frontera, los escépticos pueden desear pruebas ulteriores de que los objetos que hemos detectado con el telescopio Keck son realmente tan distantes», confiesa Ellis. Pero el grupo espera que la confirmación llegue pronto a través bien del Telescopio Espacial Spitzer usado en otra longitud de onda o con el nuevo espectrógrafo que se instalará próximamente en el Keck.

Más información

• Nota de prensa del W.M.Keck Observatory (en inglés).
• Noticia en BBC News
• Noticia en Ned Wright’s News of the Universe (en inglés).
• Dark ages of the Universe, Scientific American (en inglés).