El universo primitivo que nos muestra el James Webb no es como nos esperábamos. Comienza a ser un problema

Nada más empezar su andadura, el Telescopio Espacial James Webb (JWST) empezó a dar problemas a los astrofísicos. No por problemas técnicos u otros incidentes, sino porque sus observaciones no encajan con lo que predicen los modelos cosmológicos. Un problema sí, pero también una gran oportunidad.

Seis galaxias y un nuevo misterio. Las galaxias primitivas que estamos logrando atisbar gracias al JWST no encajan con lo que los modelos cosmológicos predicen: son demasiado grandes. Esta es la conclusión a la que ha llegado  Mike Boylan-Kolchin, investigador de la Universidad de Texas.

Desde el comienzo de su andadura, el Webb nos ha permitido atisbar y comenzar a analizar las galaxias más lejanas a nosotros. Por su condición de más lejanas, la imagen que nos llega de estas es la de un universo primitivo. A partir de las mediciones realizadas por telescopio espacial de seis galaxias que existieron cuando entre 500 y 700 millones de años después del llamado Big Bang,

En su análisis, publicado en la revista Nature Astronomy, Boylan-Kolchin determina que estas galaxias poseen un brillo excesivo, que implica que el ritmo al que se formaban las estrellas en estos primeros cientos de millones de años posteriores al Big Bang era demasiado rápido para poder encajar en los modelos cosmológicos actuales, concretamente en el modelo “de consenso”, energía oscura + materia oscura fría o ΛCDM.

Brillo y masa estelar. Las galaxias no son más que cúmulos de materia en el espacio. Esta materia, en principio gas y polvo, se condensa en determinadas regiones gracias a la interacción gravitatoria. En un momento dado, la densidad de la materia es la suficiente como para dar nacimiento a una estrella, que emite energía, parte de ella en forma de luz visible.

Pero este proceso requiere tiempo. Y el modelo ΛCDM, modelo que desde finales de la década de los 90 ha sido el paradigma en cosmología, nos permite estimar el ritmo al que pudieron ir formándose las estrellas en estos albores del universo. Las observaciones de galaxias muy brillantes implican que este ritmo debió de ser mucho más rápido que el marcado por el modelo.

Mucho más rápido. Según las estimaciones de Boylan-Kolchin, si el modelo prevé que las galaxias convierten un 10% de su materia en estrellas, las observaciones encajan con una conversión que roza el 100%.  Esto abre dos escenarios: que existan mecanismos que permitan una condensación más rápida de la materia no previstos en el modelo ΛCDM, o que había más materia disponible para su transformación en estrellas. Cualquiera de los dos casos implica la necesidad de cambios en el paradigma.

“Si las masas son correctas, entonces estamos en terreno desconocido”, explicaba  Boylan-Kolchin en una nota de prensa “Necesitaremos algo muy nuevo sobre formación de galaxias o una modificación a la cosmología. Una de las posibilidades más extremas es que el universo se estuviera expandiendo más rápido de lo que predecimos poco después del Big Bang, lo que requeriría nuevas fuerzas y partículas.”

¿Tenemos una explicación alternativa? Sí. El propio Boylan-Kolchin explica que existen hipótesis alternativas menos extremas. Cabe recordar en este sentido que las estrellas no son los únicos objetos que producen luz en una galaxia.

Los agujeros negros supermasivos también tienen esta capacidad. Los agujeros negros, gracias a su atracción gravitatoria, pueden acelerar y calentar la materia a su alrededor, volviéndola “incandescente”, es decir, haciendo que brille. Esta explicación plantea también una incógnita semejante, al fin y al cabo los agujeros negros son, también, densos cúmulos de materia.

Habrá que esperar a futuros datos para poder tener una mejor imagen del universo primitivo que nos permite confirmar las primeras observaciones del Webb a través de una mayor muestra de galaxias.

Crisis y oportunidad. En física suele aplicarse ese viejo tópico de que toda crisis es en realidad una oportunidad. Aún es pronto para comenzar a especular con la tan ansiada “nueva física” y sus implicaciones. Por ahora lo único que tenemos son muchas preguntas y no las suficientes respuestas.

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