Uno de los mayores problemas que enfrentan los astrónomos cuando miran el cielo nocturno es que los cielos de arriba parecen bidimensionales.
A simple vista, eso es obvio; Hasta donde alcanza la vista, todos los planetas y estrellas son meros puntos de luz fijados en un cielo plano. Incluso los grandes telescopios no cambian mucho esta perspectiva porque la gran mayoría de los objetos observados son todavía demasiado pequeños y distantes para resolver su estructura.
Esta falta de una tercera dimensión perceptible puede generar mucha confusión. En particular, ¿cómo sabes si lo que estás viendo es algo relativamente oscuro y cercano o algo extremadamente brillante pero a medio camino del universo?
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Afortunadamente, aquí no estamos completamente indefensos. Hay varias formas de determinar la distancia de un objeto, aunque también presentan dificultades. Esas dificultades son la razón por la que, incluso ahora, con toda nuestra sofisticada tecnología y avances científicos, sigue siendo fácil dejarse engañar por impostores cósmicos: objetos que parecen una cosa cuando en realidad son otra muy distinta. Pero a veces, si tienes suerte, los impostores resultan ser descubrimientos que valen la pena por derecho propio.
Cuando el Telescopio Espacial James Webb (JWST) despegó en 2021, con él se lanzó uno de los mayores sueños de los astrónomos: ver claramente más cerca del borde del universo observable y así observar galaxias muy jóvenes. La luz es bastante veloz (es lo más rápido del universo), pero el cosmos es vasto, por lo que cuando miramos galaxias muy distantes las vemos tal como eran poco después de que naciera el universo mismo porque su luz tardó mucho en llegar hasta nosotros.
Además de eso, la expansión del universo estira las longitudes de onda de esa luz antigua a través de un fenómeno llamado corrimiento al rojo, y el efecto se intensifica con la distancia. Las galaxias normales emiten abundante luz visible, pero a grandes distancias, esa luz se desplaza tanto hacia el rojo que llega a nuestro planeta (y a nuestros telescopios) en forma infrarroja. Para hacer realidad el sueño de vislumbrar galaxias primitivas, JWST está optimizado para infrarrojos, por lo que su visión se extiende mucho más allá incluso de la del Telescopio Espacial Hubble.
Y, de hecho, poco después del lanzamiento, JWST pareció hacer realidad esos sueños. Algunas de sus primeras imágenes estaban salpicadas de pequeños objetos rojos, posiblemente galaxias extremadamente distantes. Pero dada la apariencia ilusoria “bidimensional” del cielo, ¿cómo podríamos estar seguros?
Una forma es utilizar una técnica llamada corrimiento al rojo fotométrico. Las galaxias emiten luz en todo el espectro electromagnético, pero las longitudes de onda en el ultravioleta extremo (UV) son absorbidas de manera muy eficiente por las omnipresentes nubes de hidrógeno en el espacio intergaláctico, que bloquean la mayor parte de esa luz ultravioleta de objetos más distantes. Esto tiende a hacer que las galaxias remotas sean extremadamente débiles en esas longitudes de onda.
Sin embargo, en galaxias muy remotas, el corrimiento al rojo extiende incluso esa luz ultravioleta extrema a longitudes de onda infrarrojas. Esto les da a los astrónomos una manera de medir la distancia de una galaxia usando lo que se llama la técnica de abandono. Utilizan una serie de filtros y cada uno bloquea un conjunto diferente y específico de longitudes de onda. Una galaxia lejana será visible en longitudes de onda más largas en esta configuración, pero desaparecerá en longitudes de onda más cortas donde la emisión ultravioleta es débil. La longitud de onda a la que se produce la caída (determinada por el filtro en el que se ve) puede revelar el corrimiento al rojo aproximado de una galaxia.
Este método no es muy preciso, pero es rápido, lo que lo hace útil para marcar objetos de interés para realizar observaciones de seguimiento más cuidadosas. Esta imprecisión ayuda a explicar por qué los astrónomos comenzaron a publicar artículos que afirmaban todo tipo de resultados fantásticos a partir de las primeras imágenes del JWST, incluida la existencia de galaxias aparentemente desplazadas al rojo hasta un grado tan alto que llevaron nuestros modelos cosmológicos más allá del punto de ruptura. Pero ¿eran reales esas galaxias?
Confirmar estas audaces afirmaciones requirió el largo proceso de tomar los espectros de las galaxias candidatas analizando su luz en miles de colores individuales. Diferentes elementos como el oxígeno y el hidrógeno emiten luz en longitudes de onda muy específicas; discernir tales detalles permite a los astrónomos determinar el desplazamiento al rojo real de un objeto (y, por tanto, su verdadera distancia) con excelente precisión. Y los espectros posteriores de muchos de esos candidatos extremos mostraron que eran galaxias mucho más cercanas a nosotros con colores que, mediante la técnica de abandono, las hacían parecer muy distantes.
Avancemos hasta 2025, cuando un equipo de astrónomos utilizó JWST para observar el Bullet Cluster, un cúmulo de galaxias relativamente cerca de la Tierra. Como parte de sus observaciones, emplearon la técnica de abandono para buscar galaxias extremadamente distantes que casualmente estaban muy al fondo de la imagen. Y, en un artículo publicado en abril en el repositorio de preimpresiones arXiv.org, informaron del descubrimiento de dos objetos llamados Bullet-BD1 y Bullet-BD2; Ambos son puntos rojos que muestran omisiones en los filtros que indicarían que son galaxias muy jóvenes y extremadamente distantes.
Pero los científicos son cautelosos por naturaleza, por lo que continuaron con observaciones espectroscópicas más profundas a través de JWST, así como referencias cruzadas con imágenes de archivo del Bullet Cluster. ¡Y es bueno que lo hayan hecho, porque esos seguimientos mostraron que estos objetos no eran galaxias en absoluto, sino enanas marrones de masa extremadamente baja ubicadas en nuestra propia Vía Láctea!
Las enanas marrones son objetos extraños que tienen masas intermedias entre las de los planetas gigantes y las estrellas pequeñas. Los astrónomos comenzaron a encontrarlos en la década de 1990, y ahora se conocen alrededor de 3.000 (aunque miles de candidatos más esperan confirmación). Son muy débiles en las longitudes de onda de la luz visible, pero pueden ser bastante brillantes en las infrarrojas, siempre y cuando no estén demasiado lejos, que fue exactamente el caso de Bullet-BD1 y Bullet-BD2. Pero el hecho de que estos objetos no sean galaxias nacientes en el cosmos distante no significa que sean menos interesantes. Son (literalmente) bastante frescos, con temperaturas de alrededor de 125 y 27 grados centígrados (¡esta última es la temperatura de un cálido día de primavera!). A diferencia de las estrellas, que generan energía a partir de la fusión termonuclear en sus núcleos, las enanas marrones son demasiado pequeñas para tener poder de fusión continuo. Entonces, una vez que se forman, generalmente simplemente se enfrían con el tiempo.
Bullet-BD1 y Bullet-BD2 se encuentran entre las enanas marrones de menor temperatura y menor masa conocidas, lo que las hace importantes para los astrónomos que buscan comprender exactamente cómo se forman las enanas marrones, un tema que todavía se debate acaloradamente. Encontrar estas dos por coincidencia también implica que otras enanas marrones aún no vistas ensucian nuestra galaxia. Todavía no tenemos grandes estadísticas sobre estos objetos porque conocemos muy pocos de ellos, lo que hace de este par una buena adición a la colección de animales.
Si hay una lección aquí, es que revelar impostores no siempre es decepcionante. A veces buscas galaxias grandes y llamativas en el borde del universo observable, y lo que realmente encuentras son un par de enanas marrones igualmente llamativas en tu propio patio trasero.