🔭 Durante diez años, un pequeño círculo de astrónomos repitió la misma proeza asombrosa: encontrar oxígeno en galaxias más antiguas de lo que nadie había alcanzado jamás. Récord tras récord, cada vez más cerca del amanecer cósmico. Solo había una trampa. Siempre era el tipo de oxígeno equivocado. En junio, trabajando desde Japón, por fin capturaron el correcto, y con él, el combustible frío del que se formaron realmente las primeras estrellas del universo.

Lo único que no se puede ver

Empecemos por una pequeña injusticia de la física. Una estrella nace cuando el gas frío y eléctricamente neutro —sobre todo hidrógeno— se acumula y colapsa bajo su propio peso. Ese gas frío es la materia prima de todo: de cada estrella, cada galaxia y, con el tiempo, cada planeta. Y es casi lo único en una galaxia que no se ve con facilidad.

Lo que los telescopios captan, en cambio, es lo que viene después. Las estrellas recién nacidas son violentas. Inundan su entorno de luz ultravioleta que arranca electrones a los átomos cercanos y deja un gas caliente y brillante, "ionizado". Ese resplandor es luminoso y fácil de detectar. También es, en cierto sentido, el escape: la prueba de que las estrellas ya se encendieron. El depósito frío que las alimentó permanece a oscuras.

Así se abrió un hueco frustrante en el estudio del universo infantil. Podíamos ver dónde ardían las estrellas. No podíamos pesar el combustible. Y en las galaxias más antiguas de todas, las que se formaban unos cientos de millones de años tras el Big Bang, incluso ese escape estaba en el mismísimo límite de lo que cualquier instrumento podía alcanzar.

Una década persiguiendo el oxígeno equivocado

Aquí entran unos investigadores japoneses.

En 2016, un equipo liderado por Akio Inoue apuntó ALMA —el conjunto de antenas de radio instalado a 5.000 metros en el desierto de Atacama, en Chile— hacia una galaxia a 13.100 millones de años luz y detectó oxígeno, el más lejano hallado hasta entonces. Los años siguientes fueron un relevo discreto de récords. En 2018, Takuya Hashimoto, entonces autor principal de un artículo en Nature, llevó la marca hasta una galaxia a 13.280 millones de años luz, tan atrás que la luz había partido cuando el universo apenas tenía 500 millones de años. No se lo tomó con calma. Ver el oxígeno más lejano de la historia humana, contó después, lo dejó demasiado alterado para dormir; aquella noche la galaxia se le apareció en sueños. En 2019, el mismo círculo encontró el par de galaxias en colisión más lejano que se conoce.

Fue una racha notable. Pero fíjese bien en el oxígeno mismo. En cada uno de esos resultados era oxígeno ionizado: oxígeno al que el resplandor de las estrellas jóvenes le había arrancado los electrones. Se estaban volviendo, en otras palabras, muy buenos hallando el escape, cada vez más adentro en el tiempo. El gas frío neutro, el material real de las estrellas, seguía escapándoseles entre los dedos.

Había buenas razones. La huella del gas frío neutro llega en longitudes de onda de radio que el telescopio espacial James Webb —pese a su dominio del universo temprano en los últimos años— no puede alcanzar por física: el Webb trabaja en el infrarrojo cercano y medio, deslumbrante con la luz estelar y el gas caliente, ciego ante lo frío. ALMA sí llega a esas longitudes de onda, pero la señal del interior de una galaxia temprana es tan tenue que una mirada directa solo se había logrado un puñado de veces. El combustible estaba ahí mismo, en los datos que todos querían, y casi nadie podía tocarlo.

Alcanzar el combustible frío

El avance, anunciado el 16 de junio por investigadores de las universidades de Chiba, Waseda, Tsukuba e Hiroshima —Hashimoto e Inoue entre ellos, con Yoshinobu Fudamoto de Chiba al frente—, consistió en dejar de perseguir la distancia y cambiar de presa.

En vez de oxígeno ionizado, fueron tras el oxígeno neutro: una línea del infrarrojo lejano llamada [O I] 145 μm, la firma justamente del gas frío que siempre había quedado oculto. La encontraron en cuatro galaxias —REBELS-38, A1689-zD1, REBELS-25 y REBELS-18— tal como eran unos 700 a 800 millones de años después del Big Bang. En galaxias normales con formación estelar, nadie había detectado nunca esta señal de gas frío tan atrás en el tiempo.

La galaxia del universo temprano A1689-zD1 con las detecciones de ALMA de la línea de oxígeno neutro mostradas como contornos y un espectro

Fuente: nota de prensa de la Universidad de Chiba

Y entonces llegó la parte que lo convirtió en algo más que un récord nuevo. Al combinar varias líneas de emisión, el equipo pudo leer el gas mismo, y lo que leyó fue sorprendente. Estas galaxias jóvenes estaban tan densamente cargadas de gas frío como un "starburst" actual: el tipo de galaxia que, sacudida por una colisión, engendra estrellas a un ritmo frenético. Las fábricas de estrellas del universo temprano no funcionaban con el tanque casi vacío; los estantes estaban surtidos. Sumando las cifras de abundancia de oxígeno que el Webb había medido, los investigadores hicieron algo casi imposible a esta distancia: pesaron realmente el gas neutro.

Había un último regalo escondido en la comparación. Durante años, los astrónomos se habían apoyado en otra línea —la [C II] 158 μm, del carbono ionizado— como su caballo de batalla para galaxias lejanas, sin estar del todo seguros de dónde procedía la mayor parte de esa luz, ya que el carbono puede brillar tanto desde gas frío como caliente. Al captar también el nitrógeno ionizado ([N II] 205 μm) y sopesar las líneas entre sí, el equipo demostró que la [C II] se irradia sobre todo desde el gas frío neutro. Una ambigüedad, resuelta, y con ella, un archivo de una década de observaciones de [C II] convertido, después de todo, en una herramienta para estudiar el combustible.

Una ventana, no un ganador

Vale la pena dejar claro qué tipo de victoria es esta, porque no es de las que suelen ocupar titulares.

La carrera ruidosa hacia el universo temprano ha sido sobre todo del Webb, y el Webb es sobre todo de la NASA, construido con socios europeos y canadienses, insuperable contando la primera luz estelar. Esta es otra pregunta, respondida con otro instrumento, apoyada en algo más callado y tercamente japonés: diez años exprimiendo líneas del infrarrojo lejano de una luz que había viajado casi toda la edad del universo. La medición del gas neutro solo funcionó porque existían las cifras de oxígeno del Webb para combinarlas. ALMA pesa el combustible; el Webb cuenta el fuego; ninguno por sí solo te dice cómo creció una galaxia.

Tras el récord de 2018, Hashimoto enunció su ambición sin rodeos: hallar oxígeno aún más lejos y empujar el borde de lo que la gente sabe. El resultado de 2026 cumple esa promesa en una dirección inesperada: no más lejos, sino más hondo, hacia la sustancia misma del asunto. La frontera dejó de ser una distancia y se volvió una pregunta sobre de qué estaban hechas en realidad las galaxias tempranas.

Los titulares llamativos fueron para el otro telescopio. La respuesta más difícil y más lenta vino del paciente. ¿Cuál es el trabajo callado y de largo aliento que se ha ido acumulando en tu país mientras el foco apuntaba a otra parte?

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