Agencias

La revolución que las observaciones del telescopio James Webb significaron para la ciencia del Cosmos empieza a dar sus frutos: un equipo de investigadores liderados por el Centro de Astrobiología (CAB) de España descubrió la galaxia similar a la Vía Láctea más lejana de las observadas hasta ahora, revelando que el Universo estaba más organizado de lo que se pensaba desde una era temprana.

El hallazgo, que publica Nature, muestra una galaxia que forma una espiral en torno a una barra de estrellas -similar a la imagen de la Vía Láctea- que se habría formado hace 11.700 millones de años, cuando el Universo solo contaba con 2.100 millones de años, el 15% de su edad actual que se calcula en 13.800 millones de años.

El descubrimiento de 'ceers-2112', el nombre científico que los investigadores dieron a la galaxia recién encontrada, desmonta la concepción de que la estructura de las galaxias espirales, como la Vía Láctea, no se habría consolidado hasta que el Universo alcanzó la mitad de su edad actual (hace algo menos de 7.000 millones de años).

"Nuestro estudio revela que ya existían galaxias similares a la Vía Láctea hace 11.700 millones de años", explica a Efe uno de los autores principales, Luca Costantin, en el CAB de Madrid.

Brazos que giran

Costantin detalla que 'ceers-2112' se considera una galaxia espiral barrada "porque presenta una especie de brazos espirales que giran alrededor de una zona central, donde hay una estructura de estrellas en forma de barra. Y lo más peculiar es que la galaxia tiene la misma cantidad de estrellas que en este momento del Universo tenia nuestra galaxia".

El 70% de las galaxias conocidas hasta ahora en el Universo cercano tienen esa estructura espiral. La observación de 'ceers-2112', asegura el investigador, fue posible gracias "a las extraordinarias capacidades" del telescopio espacial James Webb, cuya tecnología e instrumentación permitieron descubrir y estudiar en detalle la morfología de galaxias lejanas como esta.

Concretamente, los datos científicos se tomaron durante las observaciones del telescopio en una región del cielo ubicada entre las constelaciones de la Osa Mayor y el Boyero.

Y esto es solo el comienzo. Costantin adelanta: "Tenemos por delante entre 8 y 10 años de observaciones de este telescopio que permitirán el hallazgo de nuevas galaxias y el mejor entendimiento de los procesos físicos que se produjeron en la primera fase de existencia del Universo".

Los siguientes movimientos pasarán, por tanto, por seguir estudiando la galaxia hallada para descifrar su composición química y entenderla mejor.

"Investigar cómo adquieren las galaxias la estructura que las caracteriza hoy es esencial para conocer los procesos de formación y evolución del Universo", añade otra de las autoras, Cristina Cabello, investigadora del Instituto de Física de Partículas y del Cosmos de la Universidad Complutense de Madrid.

Evolución muy rápida

"El extraordinario trabajo de observación descrito e interpretado en este estudio identifica la inesperada existencia de materia altamente organizada y ligada gravitatoriamente en forma de galaxia barrada, que contiene alrededor de 4.000 millones de masas solares en un momento en el que el Universo solo tenía 2.000 millones de años", señala Juan Pérez-Mercader, investigador principal en Física aplicada a la Astrofísica y a la Cosmología de la Universidad de Harvard.

Pérez-Mercader explica que se está ante una investigación "cuyas observaciones e interpretación cuantitativa de vanguardia apuntan a que aún nos queda mucho que aprender de la evolución del Universo, y sobre la historia de la materia oscura y su interacción con la materia bariónica (materia ordinaria que forma los seres vivos, los planetas y las estrellas.) para comprender los procesos que deben de haberse producido para dar lugar a una galaxia como esta".

Este descubrimiento indica "la presencia de una evolución mucho más rápida de lo esperado de esta galaxia, que probablemente será la primera observada de su clase, y dará mucho que estudiar hasta darle sentido e incluirla dentro de nuestra comprensión de la historia temprana y la evolución hacia la pubertad del Universo".

Para Pérez-Mercader este descubrimiento es "un triunfo para una nueva generación de científicos del Cosmos".

En este proyecto participaron 33 investigadores pertenecientes a 29 instituciones de ocho países.

La inteligencia artificial (IA) es capaz de cartografiar los icebergs 10.000 veces más rápido que los humanos, lo que permite a su vez observar más fácilmente los cambios en la superficie de estas grandes masas de hielo flotantes, según un estudio.

Los detalles se publican en revista The Cryosphere en un artículo liderado por la Universidad de Leeds, Reino Unido.

En él se presenta una red neuronal -un método de inteligencia artificial inspirado en el cerebro humano- capaz de cartografiar con rapidez y precisión la extensión de grandes icebergs antárticos en imágenes de satélite, tarea que realiza en apenas 0,01 segundos.

"Este novedoso método contrasta con los laboriosos y lentos esfuerzos manuales necesarios hasta ahora", resume en un comunicado la Agencia Espacial Europea (ESA).

Los icebergs gigantes son componentes importantes del medio ambiente antártico. Influyen en la física, la química y la biología del océano y en las operaciones marítimas, por lo que es crucial localizarlos y vigilar su extensión para cuantificar cuánta agua de deshielo liberan en el océano, explica Anne Braakmann-Folgmann, autora principal del trabajo.

El nuevo enfoque con inteligencia artificial, entrenado a partir de imágenes del satélite radar Sentinel-1 del programa Copérnico, consigue cartografiar estas masas de hielo flotante incluso en condiciones difíciles, cuando resulta complicado distinguir los iceberg del hielo marino o la costa.

Su potencia reside en la capacidad de las redes neuronales para comprender intrincadas relaciones no lineales y tener en cuenta todo el contexto de la imagen.

Su arquitectura está basada en un modelo de red neuronal conocido como U-net, que se entrenó con imágenes del Sentinel-1 que mostraban icebergs gigantes en diversos escenarios; a lo largo del proceso, el sistema fue afinando predicciones y ajustando parámetros.

El algoritmo se probó con siete icebergs de tamaños comprendidos entre 54 y 1.052 kilómetros cuadrados, equivalentes aproximadamente a las superficies de la ciudad de Berna (Suiza) y Hong Kong, respectivamente.

Se recopiló un conjunto de datos diverso, que incorporaba entre 15 y 46 imágenes para cada iceberg, abarcando varias estaciones y los años 2014-2020. "Con una precisión del 99%, los resultados han sido impresionantes", resume la ESA.

Braakmann-Folgmann apunta que "ser capaces de cartografiar automáticamente la extensión de los icebergs con mayor velocidad y precisión nos permitirá observar más fácilmente los cambios en la superficie de varios icebergs gigantes y allana el camino para una aplicación operativa".