La gravedad actúa como una lente. Doble el espacio, tuerce el tiempo y magnifica la luz que de otro modo permanecería oculta en la oscuridad. Albert Einstein lo adivinó hace un siglo. Sabía que los objetos masivos podían deformar la estructura del cosmos, estirando la luz de fuentes distantes a su paso. Hoy en día llamamos a ese fenómeno lente gravitacional. El Telescopio Espacial James Webb (JWT) utiliza esta predecible distorsión cósmica para ver las reliquias más antiguas del universo.
Esto ya no es teoría. Es una herramienta de trabajo en las cajas de herramientas de los observatorios. Mire el último lanzamiento de JWST, centrado en un caótico cúmulo de galaxias jóvenes conocido como MACS J053.4-042. Aquí, los espejos de la casa de la risa de Einstein están en pleno funcionamiento. La imagen muestra dos galaxias masivas entrelazadas, rodeadas por un fondo de luz estelar antigua y tenue, amplificada hacia la visibilidad por el peso de la materia entre nosotros y el universo primitivo.
La colisión en Columba
En el centro de la imagen hay dos galaxias brillantes de faro blanco. Se sientan en la constelación de Columba. Según la Agencia Espacial Europea (ESA), estos no flotan solos. Son los centros gravitacionales de sus propios subcúmulos, envueltos en galaxias subordinadas más pequeñas. Pero no están en paz. Están chocando.
La luz que vemos en esta escena salió cuando el universo tenía sólo unos 9 mil millones de años, hace aproximadamente 4.4 mil millones de años : no es un abrir y cerrar de ojos para la evolución cósmica, sino una eternidad para la biología. Estos grupos se encuentran en medio de una fusión desordenada. Las dos galaxias elípticas principales ya se han atravesado los núcleos de la otra. Actualmente, están separados por aproximadamente 1 millón de años luz. Imagínese alinear diez Vías Lácteas una al lado de la otra. Ésa es la brecha que se está cerrando. En miles de millones de años, volverán a caer el uno hacia el otro, se fusionarán por completo y se convertirán en uno.
Los dos cúmulos no se llevan bien y se fusionan en un proceso que eventualmente creará una única y monstruosa galaxia.
Pero mire más allá de los centros blancos. Mira hacia los bordes.
Ver lo invisible con lentes gravitacionales
La verdadera historia vive en los arcos naranjas. Estas cintas retorcidas de luz flanquean el grupo principal como las asas de una taza. No son parte del grupo local. Son galaxias de fondo, mucho más lejanas, cuya luz ha sido curvada y estirada por la gravedad del cúmulo de primer plano. Sin este efecto de lente, esas señales serían demasiado débiles para que incluso James Webb las detectara.
Las lentes gravitacionales permiten a los astrónomos explorar galaxias formadas menos de mil millones de años después del Big Bang. Amplifica los más débiles susurros del universo primitivo, convirtiendo objetos imposibles de ver en objetivos claros para el estudio. Sólo en el arco izquierdo de la imagen, tres puntos brillantes no son tres galaxias diferentes. Son una y la misma galaxia, fotografiada varias veces mientras su luz tomaba diferentes caminos alrededor de la lente.
Este no es un problema raro. Esta distorsión se repite en todo el campo de visión. Cada raya alargada de color naranja ofrece una ventana deformada a una antigua era de la historia cósmica. Así es como los científicos verifican que el universo primitivo estaba formando estrellas más rápido de lo que predijeron nuestros modelos. Las estructuras más antiguas del cosmos son más grandes y más maduras de lo que las teorías cosmológicas actuales dicen que deberían ser.
Por qué son importantes estas lentes para el estudio de campo profundo
Las lentes gravitacionales no son sólo una imagen bonita. Es el método principal para estudiar las galaxias más antiguas y débiles. Al utilizar una rareza cósmica masiva (un cúmulo de galaxias) como lente para descubrir otra (galaxias antiguas y distantes), JWST llena los vacíos en nuestra línea de tiempo. La masa de MACS 0453.3-3542 actúa como una lupa natural, permitiéndonos ver detalles que sin ayuda estarían borrosos o invisibles.
Los científicos esperan que estas observaciones mantengan ocupados a los astrónomos durante años. Cada nueva imagen revela que la formación temprana de galaxias fue más desordenada, rápida y compleja de lo que sugerían los datos anteriores. Estamos viendo el universo en un estado de rápida construcción, captado en alta definición por el mejor telescopio jamás construido. La lente no miente. El universo siempre fue más salvaje de lo que pensábamos.
Y eso es sólo el comienzo de lo que verá este telescopio.
