La teoría de la relatividad general de Einstein predijo que la masa curva el espacio-tiempo, y que la luz que viaja a través del espacio deformado seguiría trayectorias curvas, un efecto que convierte los objetos masivos en lupas cósmicas. Más de un siglo después, el telescopio espacial James Webb está utilizando esa predicción para observar el universo más profundamente que cualquier instrumento anterior.
Una nueva imagen del instrumento NIRCam del JWST muestra el cúmulo de galaxias MACS J0553.4-3342, ubicado a unos 4 mil millones de años luz en la constelación de Columba. El cúmulo está compuesto en realidad por dos subcúmulos de masa aproximadamente igual que ya han colisionado y se han atravesado mutuamente, ahora separados por aproximadamente 1 millón de años luz. Su masa combinada, dominada por la materia oscura, curva el espacio-tiempo tan severamente que las galaxias de fondo distantes aparecen como arcos estirados y deformados.
El efecto «psicodélico» que Einstein previó
La característica más llamativa de la imagen es un arco naranja brillante en el lado izquierdo del encuadre. Dentro de él se encuentran tres puntos brillantes distintos, que son tres imágenes repetidas de una misma galaxia de fondo, estiradas y ampliadas por el campo gravitacional del cúmulo. Este es el efecto de lente con imágenes múltiples que la teoría de Einstein predijo y que los astrónomos utilizan ahora como herramienta.
El cúmulo actúa como un telescopio natural, magnificando e iluminando objetos que de otro modo serían demasiado débiles y lejanos para ser vistos. Las galaxias de fondo con efecto de lente visibles en la imagen datan de menos de mil millones de años después del Big Bang, ofreciendo una ventana al universo primitivo que ningún instrumento construido por el ser humano podría igualar.
Parte de un estudio más amplio
La imagen fue publicada como Imagen del Mes por la Agencia Espacial Europea y la NASA, y forma parte del estudio VENUS (Vast Exploration for Nascent, Unexplored Sources), un programa Treasury del JWST que recibió aproximadamente 300 horas de tiempo de observación, lo que lo convierte en el segundo programa más grande del JWST hasta la fecha. El estudio está dirigido por Seiji Fujimoto en la Universidad de Toronto y Dan Coe en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, con el objetivo de mapear sistemáticamente las galaxias del universo primitivo mediante el lente gravitacional.
MACS J0553.4-3342 es un cúmulo relativamente joven que aún se encuentra en proceso de ensamblaje. Dos galaxias elípticas masivas y brillantes anclan cada subcúmulo, rodeadas por halos de galaxias vinculadas más pequeñas, con galaxias espirales en primer plano y estrellas brillantes de la Vía Láctea dispersas por el campo. Los arcos naranjas que cruzan la imagen son galaxias de fondo con efecto de lente, cuya luz ha sido estirada y distorsionada por la gravedad del cúmulo.
Por qué es importante
El lente gravitacional se ha convertido en una de las herramientas más poderosas de la astronomía observacional. Permite a los astrónomos estudiar galaxias demasiado distantes o débiles para ser vistas de otro modo, midiendo sus propiedades, tasas de formación estelar, composición química y estructura, durante los primeros mil millones de años del universo. Cada nueva imagen del JWST de un cúmulo con efecto de lente se suma al catálogo de galaxias de fondo magnificadas disponibles para estudios de seguimiento.
El estudio VENUS aún está en curso. Fujimoto y su equipo esperan identificar cientos de galaxias con efecto de lente, algunas datando de menos de 500 millones de años después del Big Bang, proporcionando el censo más detallado hasta la fecha de la formación de galaxias en el cosmos primitivo.
Traducido por Alessandra
Fuentes
- Live Science: «JWST uses Einstein prediction to probe farthest reaches» (19 de julio de 2026)
- ESA/Webb, NASA & CSA, S. Fujimoto: Imagen del Mes potm2606a (3 de julio de 2026)
- Estudio VENUS (JWST GO #6882): Investigador principal Seiji Fujimoto, co-investigador principal Dan Coe