Una galaxia se encendió hace 330 millones de años exprés
La luz de una galaxia lejana ha viajado hasta nosotros durante 13,4 mil millones de años. El telescopio James Webb la capturó y la descompuso en colores. En el espectro se ve una línea brillante de hidrógeno, como una huella dactilar que dice: la galaxia GS-z13-1-LA está formando estrellas activamente.
Las estrellas jóvenes y calientes dentro de la galaxia funcionan como reflectores. Emiten rayos ultravioleta que arrancan electrones de los átomos de hidrógeno circundantes. Así, alrededor de la galaxia se forma una burbuja transparente: una región donde la niebla de hidrógeno neutro ya se ha disipado. Según los cálculos, la burbuja tiene un tamaño de unos 0,2 megapársecs (aproximadamente 650 mil años luz).
Junto a GS-z13-1-LA, los astrónomos han detectado otras 16 galaxias candidatas. Quizás juntas forman una burbuja aún mayor. Si es así, la galaxia necesita menos esfuerzo, pero aun así su "reflector" trabaja al límite de lo posible. Esta es una señal importante: ya 330 millones de años después del Big Bang, las primeras galaxias comenzaron a limpiar el universo de la niebla. Así terminaban las edades oscuras: la época en que el cosmos era opaco a la radiación ultravioleta.
El telescopio James Webb mira hacia el pasado como una máquina del tiempo. Cada objeto tan lejano es una ventana a la época en que se encendieron las primeras luces. GS-z13-1-LA es uno de los faros más tempranos que hemos podido vislumbrar.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2603.18775
$$\require{mediawiki-texvc}$$Galaxy assembly was already well underway in the first 400 Myr of cosmic time, as recently revealed by JWST. However, the contribution of these early galaxies to cosmic reionisation remains uncertain. Here we present new JWST/NIRSpec observations of GS-z13-1-LA obtained as part of the OASIS and JADES programmes, whose combined deep (56 h) NIRSpec/PRISM spectrum confirms the Lyman-$$\mathrm{\alpha}$$ line detection and blue UV continuum at redshift $$z = 13.1$$ presented in a previous work. The measured Lyman-$$\mathrm{\alpha}$$ emission (rest-frame equivalent width of $$66_{-9}^{+10}\,\AA$$) and steep continuum slope ($$\beta_\text{UV} \approx -3$$) point towards GS-z13-1-LA hosting a remarkably hot and powerful ionising source, and allow at most a modest contribution from the nebular continuum. The steep turnover of the continuum is still present, but less pronounced in the new OASIS spectrum. Combined, this implies that ionising photons may escape GS-z13-1-LA at a sufficient rate to weaken the other, still undetected UV lines, and to lead the formation of a small ionised bubble ($$R_\text{ion} \approx 0.2\,\mathrm{pMpc}$$). A yet larger bubble could alleviate the required ionising production efficiency of GS-z13-1-LA from $$\xi_\mathrm{{ion}} \approx 10^{26.4}\,\mathrm{{Hz\,erg^{{-1}}}}$$ down to $$\approx 10^{25.9}\,\mathrm{{Hz\,erg^{{-1}}}}$$, still extremely high but more readily reconcilable with stellar models. In turn, this would require a notable overdensity of galaxies with highly efficient ionising capabilities, a scenario for which tentative evidence is found in the form of 16 nearby photometric candidates and one spectroscopically confirmed source, JADES-GS-z13-0. The new OASIS observations therefore confirm the overall picture of GS-z13-1-LA as an early beacon of reionisation, providing compelling evidence for its start only 330 Myr after the Big Bang.
La luz de la galaxia GS-z13-1-LA ha viajado hasta nosotros durante 13,4 mil millones de años, casi toda la edad del universo. Cuando esa luz emprendió su viaje, la Tierra aún no existía.
En la serie "Star Trek", las naves exploran nebulosas donde el gas está ionizado por la radiación de las estrellas. Un proceso similar, pero a escala de todo el universo primitivo, es lo que describe este trabajo.