El primerenc (i misteriós) «baby boom» de les galàxies

Un any després del llançament, el telescopi espacial James Webb (JWST) ja ofereix alguna sorpresa. Les primeres imatges captades per l’instrument suggereixen que hi havia almenys una dotzena de galàxies brillants en una època molt primerenca de la història de l’univers: 500 milions d’anys després del big bang, o fins i tot abans. Segons la teoria cosmològica vigent, tan poc temps no seria suficient per generar galàxies d’aquestes característiques. Els investigadors n’estan buscant possibles explicacions. Una de les més trencadores seria moure cap enrere la data del big bang, cosa que tombaria com un castell de cartes el model estàndard de la cosmologia. El JWST es va llançar el desembre del 2021 per fer el relleu a l’antecessor, el gloriós Hubble. El JWST disposa de dispositius més moderns que li permeten mirar més a fons en el passat del cosmos. Desplaçament cap al roig Les galàxies s’allunyen cada vegada més ràpid del nostre punt de vista perquè l’univers està en expansió accelerada. De la mateixa manera que el so d’una ambulància s’altera a mesura que s’allunya, també la llum d’aquestes galàxies té una modificació, anomenada «desplaçament cap al roig». Les galàxies amb un desplaçament més gran cap al roig són les que van existir en temps més remots. «Els astrofísics som viatgers del temps», afirma Charlotte Mason, cosmòloga de la Universitat de Copenhagen. En les primeres imatges recopilades pel JWST, els físics han reconegut diverses galàxies amb un alt desplaçament cap al roig. Es tracta d’imatges d’aquestes galàxies tal com apareixien en una època relativament pròxima al big bang: els primers 500 milions d’anys de vida de l’univers. El fet sorprenent és que aquestes galàxies són molt més brillants del que s’espera. A més, segons un estudi, aquests objectes acumularien una gran massa, cosa que suggereix que serien molt riques d’estrelles, tot i que aquesta estimació és discutida. Teoria en crisi «El model estàndard de la cosmologia afirma que les galàxies grans es formen afegint-hi galàxies més petites. Si anem enrere en el temps, ens esperem trobar galàxies més petites i menys lluminoses», afirma Andrea Ferrara, cosmòleg de la Scuola Normale Superiore de Pisa. «És del tot inesperat que es trobin tantes galàxies brillants en els primers mil milions d’anys després del big bang, quan tan sols un percentatge petit de les estrelles de l’univers s’havien format», afirma Marco Castellano, investigador de l’Observatori Astronòmic de Roma, que en va descobrir una de les més antigues aquest estiu. «El model estàndard de la cosmologia afirma que les galàxies grans es formen afegint-hi galàxies més petites. Si anem enrere en el temps, ens esperem trobar galàxies més petites i menys lluminoses». Andrea Ferrara, cosmòleg de la Scuola Normale Superiore de Pisa Els investigadors mantenen la prudència perquè les mesures són preliminars. De fet, es refereixen a aquests objectes anòmals com a galàxies «candidates», a l’espera de confirmació. De moment, l’estimació del seu desplaçament cap al roig es basa sobre un processat de les fotografies, anomenat fotometria, que té un marge d’error alt. La mesura d’or es diu espectroscòpia i encara està pendent per a la majoria dels objectes observats. Tanmateix, algunes espectroscòpies preliminars sembla que confirmen l’antiguitat d’aquestes galàxies. Possibles explicacions Els investigadors s’estan esforçant a interpretar el fenomen sense haver d’engegar a rodar la teoria estàndard de la cosmologia. Una possibilitat és que aquestes galàxies siguin lluminoses sense ser en realitat tan massives. Ferrara n’ha proposat una explicació: es veuen tan brillants perquè per alguna raó els vents estel·lars han aclarit la pols que sol envoltar les galàxies. Una altra explicació seria que, per casualitat, les imatges les han retratat en un pic puntual de brillantor, a causa d’un brot d’intensa formació d’estrelles a l’interior. Si no es troben gaires més galàxies tan lluminoses, es podrien quedar en una senzilla anomalia. Castellano acaba de descobrir una altra galàxia brillant al costat de la primera que va trobar: podria ser que, per pura casualitat, els punts del cel on el JWST ha mirat primer siguin aquells on es concentren aquestes excepcions. Totes aquestes hipòtesis salvarien la teoria cosmològica vigent. Recompte de galàxies Explicar la gran massa d’aquestes galàxies seria més espinós. «Tot i que assumim que fossin extremadament eficients a crear estrelles, molt més dels nivells que solem trobar, no hi hauria prou matèria primera per acumular tanta massa en tan poc temps», constata Mason. El JWST haurà de proporcionar més dades per fer un recompte d’aquestes brillants galàxies primigènies i per estimar-ne millor la massa. Ara bé, si la sorpresa es confirmés, no quedaria més remei que posar en qüestió el model estàndard de la cosmologia. Això podria tenir conseqüències revolucionàries. Una possibilitat que preveuen els experts és moure la data del big bang més enrere dels 13.800 milions d’anys en què està valorada actualment. Això donaria una finestra de temps més àmplia perquè es formessin grans galàxies brillants. No obstant, aquesta data no està posada a l’atzar, sinó que sorgeix d’una teoria que explica moltes altres coses. «És excitant estar en un període que posa en qüestió la teoria», afirma Mason.

El més llegit