El cosmos guarda secretos incluso en los lugares que parecen vacíos. En una diminuta región de la constelación austral Fornax, el telescopio espacial James Webb registró una señal luminosa que no coincide con observaciones anteriores del mismo instrumento ni con las del telescopio espacial Hubble. Este hallazgo desconcierta a los astrónomos porque no hay ninguna galaxia, estrella u objeto identificable en ese punto del cielo.
La detección se produjo en dos ocasiones, separadas por 88 días, desde ángulos diferentes. Pese a ello, no existe una fuente visible que pueda explicar el origen de esa luz. El fenómeno fue observado dentro del Campo Ultraprofundo de Hubble (HUDF), una de las zonas más analizadas por la astronomía moderna. El Hubble dirigió su mirada allí durante más de 270 horas y logró identificar cerca de 10.000 galaxias de diversas épocas cósmicas. Su sucesor, el James Webb, con capacidad para observar en infrarrojo, regresó a esa zona con la esperanza de encontrar objetos demasiado débiles o lejanos para los instrumentos previos.
La señal no se manifestó como una imagen convencional. Los investigadores la identificaron como una línea de emisión, un destello concentrado en una longitud de onda de 1,6 micrómetros. Este tipo de huella espectral puede revelar la composición, temperatura, movimiento y distancia de un objeto. Sin embargo, en este caso, los datos disponibles no son suficientes para determinar cuál de esos procesos generó el destello.
El estudio está liderado por el astrofísico Mason Huberty, de la Universidad de Minnesota, y fue publicado en la revista The Astrophysical Journal. El equipo probó una estrategia de observación novedosa: convirtió el espectrógrafo de infrarrojo cercano del Webb, conocido como NIRSpec, en una herramienta de búsqueda para fuentes que aún no aparecen en los catálogos astronómicos.
El misterio no solo radica en el brillo de la línea. El verdadero desafío es su soledad. Las galaxias y otros cuerpos celestes suelen dejar múltiples marcas espectrales, asociadas con diferentes elementos químicos o procesos físicos. Aquí solo apareció una línea intensa, sin ninguna contrapartida en otras longitudes de onda ni una fuente detectable en las imágenes profundas ya existentes.
Una técnica innovadora para cazar lo desconocido
La espectroscopia permite descomponer la luz y leerla como un registro físico. Cuando un telescopio recibe la radiación de un objeto, puede separar sus longitudes de onda con precisión. Así distingue líneas oscuras (absorción de energía) y líneas brillantes (emisión de energía por átomos, moléculas o gases excitados). En una observación típica, los astrónomos seleccionan primero objetivos conocidos y luego ajustan pequeñas compuertas del instrumento para dejar pasar solo la luz de esas fuentes. Eso da espectros limpios, pero deja fuera cualquier objeto cuya posición aún se ignora.
El grupo de Huberty invirtió ese proceso con la Coronografía Multiobjeto para Espectroscopia sin Rendija, o MOCSS. El método abrió casi todos los microobturadores de NIRSpec y cerró los que coincidían con fuentes cercanas o brillantes ya catalogadas. De esa manera, redujo la contaminación lumínica y dejó expuesto un campo amplio para buscar señales sin identificación previa.
Los investigadores explicaron el funcionamiento de la técnica en su informe:
“La técnica MOCSS consiste en abrir casi todos los obturadores del conjunto de microobturadores del NIRSpec, mientras se cierran simultáneamente los obturadores que se encuentran sobre objetos conocidos de bajo corrimiento al rojo, lo que facilita una búsqueda espectroscópica sin rendija de amplio campo sin contaminación por objetos brillantes”.
El experimento se realizó en dos períodos de observación, en agosto y noviembre de 2023. Cada sesión incluyó cuatro posiciones de desplazamiento y una orientación distinta del telescopio. Esa repetición fue clave para descartar un defecto del detector, un reflejo interno o un error en el procesamiento de los datos. La búsqueda identificó siete señales que cumplían los criterios del equipo. Seis pudieron asociarse con galaxias lejanas presentes en el HUDF. La séptima quedó aislada de todo catálogo. La emisión apareció en los cuatro conjuntos de exposiciones y mantuvo sus características en ambas configuraciones. Esa persistencia transformó un posible error instrumental en un fenómeno astronómico bajo investigación.
La ausencia de imágenes también es relevante. El destello fue lo suficientemente intenso como para que el Webb lo registrara durante las observaciones espectroscópicas, pero no dejó rastro en campañas anteriores. En particular, los datos del programa JADES, tomados en octubre de 2022, no muestran ninguna fuente en la misma posición. Si la emisión hubiera tenido entonces el mismo brillo, habría sido visible.
Cuatro hipótesis para explicar la misteriosa huella
Para identificar una línea de emisión, los astrónomos necesitan conocer su desplazamiento al rojo. La expansión del universo estira la luz que viaja por el cosmos y la desplaza hacia longitudes de onda mayores. Por eso, una señal medida en el infrarrojo podría corresponder a una radiación muy energética emitida hace miles de millones de años, o a una emisión menos energética de un objeto mucho más cercano. Con una sola línea, ambas posibilidades quedan abiertas.
Una primera hipótesis apunta a una galaxia situada en el universo temprano. Esto situaría la fuente a una distancia extrema, en una época donde el hidrógeno neutro llenaba gran parte del espacio intergaláctico. Ese mismo gas, sin embargo, dificulta el paso de ciertas emisiones, lo que complica la interpretación. Además, una galaxia tan remota debería conciliarse con la falta de señal en JADES. El problema no descarta por completo esa opción, pero obliga a suponer un cambio notable de brillo entre campañas. La fuente podría tener un comportamiento variable, aunque los datos actuales no permiten establecer su evolución temporal.
Otra posibilidad sitúa al objeto en una época cósmica más reciente. Una galaxia menos distante puede producir una línea en la longitud de onda detectada, pero el escenario enfrenta una objeción similar: sus gases y estrellas deberían dejar otras líneas de emisión dentro del intervalo analizado, y el NIRSpec no encontró esas huellas complementarias. La tercera explicación considera una supernova. La explosión de una estrella puede aumentar su luminosidad durante un período limitado y desaparecer de los registros obtenidos antes o después del evento. Esta hipótesis encaja con el carácter transitorio de la señal, pero tampoco resuelve el patrón espectral, pues las supernovas suelen mostrar más de una línea según su composición y fase de evolución.
La cuarta alternativa remite a un agujero negro que destruye una estrella bajo el efecto de su gravedad. En esos eventos, conocidos como eventos de disrupción por marea, parte del material estelar cae hacia el agujero negro y libera energía. Un fenómeno así puede generar una línea intensa sin una fuente continua fácil de ver, aunque el estudio no aporta elementos suficientes para confirmarlo.
Los autores también evaluaron la opción de un núcleo galáctico activo, una región central alimentada por materia que cae hacia un agujero negro supermasivo. Tales núcleos emiten radiación intensa y pueden variar de brillo, pero el espectro observado tampoco coincide de forma directa con las firmas habituales de esa clase de objetos. La fortaleza del resultado reside en la calidad de la detección, no en una identificación definitiva. El equipo descartó que la señal fuera artificial porque surgió en todas las configuraciones previstas. La naturaleza física de la fuente sigue siendo una incógnita y dependerá de mediciones más profundas, con mayor sensibilidad y cobertura de longitudes de onda.
“Este objeto es sumamente inusual y pone a prueba condiciones físicas extremas”, escribieron los investigadores. El próximo paso consistirá en obtener nuevos espectros que permitan hallar líneas más débiles, calcular el desplazamiento al rojo y precisar si el destello pertenece a una galaxia distante, una explosión estelar o un episodio ligado a un agujero negro.
El informe concluyó:
“Las observaciones de seguimiento son esenciales para confirmar el desplazamiento al rojo y determinar el origen físico de la emisión… Una espectroscopia más profunda y sensible podría revelar líneas de emisión adicionales y establecer definitivamente el desplazamiento al rojo y la naturaleza de la fuente.”
Fuente: Infobae