Apuntan el Webb hacia una región vacía del espacio y detectan una señal inexplicable

Donde no había absolutamente nada, el Universo acaba de encender una baliza. Se trata de un trozo de cielo oscuro, vacío, una parcela de la constelación de Fornax que ya ha sido escudriñada por los mejores instrumentos de la humanidad. Y ahí no hay nada. ... Pero justo de esa 'nada' nos llega una señal potente, aislada, incomprensible y que ha puesto en alerta a los astrofísicos. Ha habido otras señales misteriosas en numerosas ocasiones. Pero esta se encuentra entre las más raras.

El hallazgo, un misterioso destello infrarrojo, fue llevado a cabo por un equipo de científicos encabezado por Mason Huberty, de la Universidad de Minnesota y acaba de publicarse en 'The Astrophysical Journal'. El artículo plantea varias posibilidades extraordinarias. Entre ellas, la existencia de una galaxia extremadamente primitiva, un núcleo galáctico alimentado por un agujero negro supermasivo o un fenómeno transitorio que no estaba presente cuando se observó anteriormente aquella región. Pero lo cierto es que, por ahora, ninguna explicación resulta satisfactoria.

Un rincón del cielo que parecía no guardar secretos

El descubrimiento se ha producido en el 'Campo Ultraprofundo de Hubble', una pequeña porción del firmamento situada en la constelación austral de Fornax. Su aspecto no tiene nada de especial a simple vista, y la región es una de las mejor estudiadas del universo.

El telescopio espacial Hubble acumuló allí unas 270 horas de exposición para obtener una imagen histórica: el Campo Ultraprofundo, que reúne cerca de 10.000 galaxias de distintas edades y distancias. Algunas de ellas existían cuando el cosmos apenas comenzaba a formar sus primeras generaciones de estrellas.

Años más tarde, cuando el James Webb entró en funcionamiento, los astrónomos regresaron a esa misma región. Sus instrumentos infrarrojos, cien veces más sensibles a determinadas longitudes de onda que los del Hubble, prometían revelar objetos demasiado débiles o distantes para las generaciones anteriores de telescopios.

Y así ha sido. Solo que esta vez la sorpresa no consiste en una lejana pero reconocible galaxia, sino en una señal luminosa sin una identidad clara.

A la caza de lo invisible

Normalmente, los astrónomos usan el tiempo del Webb para apuntar a objetos ya conocidos. Pero Huberty y sus colegas decidieron hacer exactamente lo contrario. Querían buscar lo invisible.

Para lograrlo, utilizaron el Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano (NIRSpec) del telescopio con una técnica revolucionaria bautizada como MOCSS. Tal y como explican los propios autores en su estudio, «esta técnica de Coronagrafía Multiobjeto para Espectroscopía sin Rendija (MOCSS) implica abrir esencialmente todos los microobturadores en el NIRSpec simultáneamente mientras se cierran los obturadores que corresponden en el cielo a objetos brillantes conocidos».

O dicho de otra forma: Los investigadores taparon mecánicamente la luz de todas esas galaxias que ya conocíamos. Es como si, en un estadio de fútbol lleno de luz, apagáramos los focos principales con la esperanza de poder detectar el tenue parpadeo de una luciérnaga solitaria en las gradas. Y la luciérnaga apareció.

La técnica demostró su utilidad en otros objetos del mismo campo: en un estudio complementario, los investigadores identificaron 22 fuentes con varias líneas de emisión y obtuvieron por primera vez el desplazamiento al rojo espectroscópico de 18 de ellas. La señal misteriosa, sin embargo, es un caso mucho más difícil de interpretar.

Una firma química imposible

El Webb divide la luz de los astros del mismo modo que un prisma divide la luz del sol en un arcoíris, revelando 'códigos de barras' que nos indican de qué está hecho un objeto. A esto se le llama espectroscopía. Fue aquí donde saltó la sorpresa. En dos observaciones distintas, separadas por 88 días (en agosto y noviembre de 2023), y tomadas desde ángulos diferentes para descartar cualquier fallo técnico, el telescopio captó una única y brillante línea de emisión a 1,6 micrómetros.

Lo extraordinario no es la señal en sí, sino su absoluta soledad. Estaba huérfana. No había otras líneas de emisión acompañándola. Y lo que es más desconcertante: en todas las observaciones anteriores de esa misma coordenada exacta, no había nada. De hecho, si esa señal hubiera estado ahí en octubre de 2022, la inmensa campaña de observación JADES del telescopio Webb la habría detectado sin lugar a dudas. Apareció literalmente de la nada.

Los cuatro sospechosos habituales (y por qué ninguno encaja)

Pero, ¿qué podría generar una señal así? Al tener una sola línea de luz, es increíblemente difícil saber su distancia. A medida que el universo se expande, la luz viaja estirándose como una goma elástica hacia tonos más rojos (el corrimiento al rojo). Ese fotón infrarrojo podría ser una luz terriblemente energética y antigua muy estirada, pero también una luz débil y perezosa de nuestro vecindario cósmico. Los científicos manejan cuatro sospechosos, pero todos tienen graves problemas para encajar con lo observado.

Podría tratarse, por ejemplo, de la emisión Lyman-alfa del hidrógeno de una galaxia primigenia (apenas unos cientos de millones de años tras el Big Bang). Pero si fuera así, su luz habría tenido que atravesar una espesa 'niebla' de hidrógeno neutro casi impenetrable y, sobre todo, habría aparecido en las imágenes de 2022.

También podría tratarse de emisiones de oxígeno o de hidrógeno procedentes de galaxias mucho más cercanas. Pero estas interpretaciones tienen un inconveniente: una galaxia reciente debería mostrar en su código de barras otros elementos químicos pesados. Y aquí no hay ninguno.

Tampoco podría tratarse de una supernova porque, igual que en el caso anterior, una estrella estallando dejaría múltiples firmas de emisión, no una sola línea solitaria.

El cuarto y último candidato sería un núcleo galáctico activo, una región central extremadamente brillante alimentada por un agujero negro supermasivo que devora materia. Incluso podría ocurrir que un núcleo activo situado en una galaxia vecina estuviera iluminando una nube de gas independiente. Sin embargo, aún así seguirían faltando las líneas de emisión secundarias que acompañan a estos colosos.

¿Y si el objeto apareció después?

Por el momento, sólo hay una explicación que podría resolver el enigma: que la fuente sea transitoria. Es decir, que se encendiera después de las observaciones anteriores. ¿Pero qué tipo de fuente? Por ahora, los escenarios examinados (una supernova y un suceso de disrupción por marea, en el que la gravedad de un agujero negro despedaza una estrella y produce un potente resplandor), tampoco encajan perfectamente. Con todo, lo más probable es que estemos ante una señal transitoria, aunque no sabemos cuál, que se encendió entre 2022 y 2023.

«Independientemente de su verdadera naturaleza -escriben los investiogadores- este objeto es muy inusual y permite explorar condiciones físicas extremas».

La solución exige nuevas observaciones. Según reza el artículo, «las observaciones de seguimiento son esenciales para confirmar el desplazamiento al rojo y determinar el origen físico de la emisión». Es decir, que se necesita unn análisis espectroscópico más profundo y capaz de revelar otras líneas para aclarar si el Webb ha encontrado una galaxia excepcional, un agujero negro activo o el rastro de un acontecimiento fugaz. Hasta entonces, esa pequeña parcela oscura en la constelación de Fornax seguirá guardando el secreto de esa luz que surgió de la nada.