A primera vista, la nueva imagen obtenida por el Telescopio Espacial James Webb parece uno de esos campos profundos repletos de pequeños puntos, manchas rojizas y estrellas brillantes. Sin embargo, en su zona central está ocurriendo algo bastante más violento: dos gigantescos grupos de galaxias ya chocaron entre sí, se alejaron más de un millón de años luz y, tarde o temprano, volverán a encontrarse.
El protagonista es MACS J0553.4-3342, un cúmulo situado en la constelación de Columba y observado con NIRCam, la cámara de infrarrojo cercano del Webb. Su desplazamiento al rojo, de 0,412, indica que la luz captada ahora comenzó su viaje hace unos 4.400 millones de años. Es decir, la fotografía muestra el sistema tal como era mucho antes de que aparecieran los primeros seres humanos (incluso antes de que se formara la Tierra).
Pero la imagen contiene varias épocas del universo superpuestas. Las estrellas más puntiagudas pertenecen a nuestra propia Vía Láctea, el cúmulo ocupa una posición mucho más lejana y algunos de los arcos rojizos visibles alrededor de él proceden de galaxias formadas menos de 1.000 millones de años después del Big Bang. En cierto modo, el Webb ha convertido una sola fotografía en un archivo con diferentes capítulos de la historia cósmica.
Dos cúmulos que ya chocaron, pero que todavía no han terminado
MACS J0553.4-3342 no es todavía una estructura completamente formada. Está compuesto por dos subcúmulos de masas aproximadamente similares, cada uno organizado alrededor de una galaxia elíptica extremadamente luminosa. Son las dos grandes manchas blancas rodeadas por halos que dominan la zona central de la imagen.
Las observaciones anteriores realizadas con el Telescopio Espacial Hubble, el observatorio de rayos X Chandra y otros instrumentos ya habían mostrado que se trata de un sistema dinámicamente alterado. Los dos subcúmulos se atravesaron durante una colisión y continuaron avanzando hasta quedar separados por más de un millón de años luz. Ahora, la gravedad intenta frenar esa huida.
No permanecerán separados para siempre. La ESA explica que ambos grupos volverán a aproximarse, se atravesarán posiblemente más de una vez y terminarán fusionados en un único cúmulo gigantesco. Es una construcción cósmica, aunque el proceso no se parece demasiado a levantar un edificio: ocurre mediante colisiones, gas calentado a temperaturas extremas y galaxias sometidas a una reorganización que puede prolongarse durante miles de millones de años.
Alrededor de las dos galaxias dominantes aparecen decenas de miembros más pequeños que continúan ligados gravitacionalmente a uno u otro subcúmulo. Cuando la fusión concluya, buena parte de ellos terminará integrada dentro de una estructura común.
Los arcos naranjas no son galaxias alargadas por casualidad
Uno de los detalles más llamativos de la fotografía son las líneas, manchas y arcos anaranjados distribuidos alrededor del cúmulo. No tienen realmente esas formas. Su aspecto deformado es consecuencia de una lente gravitacional: la enorme concentración de masa curva el espacio-tiempo y modifica el recorrido de la luz procedente de objetos situados mucho más atrás.
El efecto puede estirar una galaxia, multiplicar su imagen o aumentar su brillo aparente. En uno de los arcos observados por el Webb, tres puntos luminosos corresponden en realidad a tres imágenes diferentes de una misma galaxia. La luz siguió caminos distintos alrededor del cúmulo antes de llegar al telescopio, como si el universo hubiese colocado delante de ella un espejo deformante.
Esta distorsión no es únicamente una curiosidad visual. Al reconstruir cómo se curva la luz, los astrónomos pueden calcular la distribución de masa del cúmulo (incluida aquella que no emite luz) y aprovechar su gravedad como una lupa natural. Gracias a ella, el Webb puede detectar galaxias jóvenes, estrellas individuales, supernovas o agujeros negros de baja masa que, sin esa amplificación, resultarían demasiado débiles.
Algunos de los arcos de MACS J0553.4-3342 revelan galaxias que ya existían cuando el universo aún no había cumplido sus primeros 1.000 millones de años. Por eso la imagen permite mirar bastante más atrás que los 4.400 millones de años correspondientes al propio cúmulo.
El Webb no viaja en el tiempo: espera a que el pasado llegue hasta él
Decir que un telescopio “mira hacia el pasado” puede sonar a recurso literario, pero describe literalmente cómo funciona la observación astronómica. La luz no se desplaza de manera instantánea. La de la Luna tarda aproximadamente 1,3 segundos en llegar hasta nosotros; la de las estrellas cercanas necesita años, y la de las galaxias remotas puede viajar durante miles de millones de años.
Todos los telescopios contemplan objetos tal como eran cuando emitieron la luz recibida. La ventaja del James Webb está en su enorme sensibilidad al infrarrojo. A medida que el universo se expande, las ondas luminosas procedentes de galaxias lejanas se estiran y se desplazan hacia longitudes de onda más largas. NIRCam está diseñada precisamente para detectar buena parte de esa radiación débil y enrojecida.
La fotografía forma parte de VENUS, un programa de observación dedicado a obtener imágenes infrarrojas profundas de grandes cúmulos galácticos. El objetivo es construir una colección amplia de lentes gravitacionales que permita localizar objetos lejanos de una manera más sistemática y estudiar cómo evolucionaron las galaxias, las estrellas y los agujeros negros hasta adquirir las formas que observamos actualmente.
MACS J0553.4-3342 es, por tanto, mucho más que una imagen bonita. Muestra un cúmulo aún a medio construir, dos colosos galácticos atrapados en una colisión interminable y varias ventanas abiertas hacia etapas todavía más antiguas del cosmos. Todo sucede simultáneamente en la fotografía, aunque cada destello comenzó su viaje en un momento distinto de la historia.
