El telescopio espacial James Webb de NASA ha vuelto a jugar a detective del cosmos en un lugar que, por su tamaño y composición, funciona como una máquina del tiempo razonable: la galaxia enana Sextans A, situada a unos 4 millones de años luz. No es la distancia lo que la hace especial, sino su “pobreza” química. En astronomía, cuando se habla de metalicidad se engloba todo lo que no es hidrógeno ni helio; es decir, los elementos más pesados que se fabrican dentro de las estrellas y se dispersan cuando estas envejecen o explotan. Sextans A conserva solo una pequeña fracción de esos elementos, en torno al 3–7% de lo que tiene el Sol.
Esa escasez convierte a Sextans A en un análogo útil de las primeras galaxias. Poco después del Big Bang, el universo era casi todo hidrógeno y helio, y la “despensa” de elementos pesados tardó en llenarse. Estudiar una galaxia actual con tan baja metalicidad permite observar procesos que, en el universo temprano, debieron de ocurrir con ingredientes limitados. La propia NASA y el Space Telescope Science Institute (STScI) lo describen como una oportunidad rara: ver estrellas individuales y nubes interestelares trabajando con una química parecida a la de aquella época.
La sorpresa del polvo de hierro y el carburo de silicio
La noticia no es solo que haya polvo cósmico en un entorno tan poco enriquecido; es el tipo de polvo que Webb ha identificado. En uno de los estudios, publicado en The Astrophysical Journal, el equipo analizó varias estrellas en una fase avanzada de su vida llamadas estrellas AGB (ramal asintótico de las gigantes). Son astros de masa moderada, entre una y ocho veces la del Sol, que en su vejez se hinchan, expulsan material y pueden sembrar el espacio con compuestos sólidos.
Aquí llega el giro: en un régimen de metalicidad tan bajo, muchos modelos esperaban que estas estrellas fueran casi “tacañas” fabricando granos sólidos, porque faltan piezas clave. Si lo llevamos a una escena cotidiana, sería como intentar cocinar pan sin harina: puedes improvisar, pero no esperas obtener una hogaza clásica. En galaxias como la Vía Láctea, lo normal es encontrar polvo dominado por silicatos en estrellas ricas en oxígeno, porque hay suficiente silicio y magnesio. En Sextans A, esos elementos escasean.
Webb, sin embargo, ha detectado una estrella AGB “pesada” que parece producir granos compuestos casi por completo de hierro metálico. Es un resultado llamativo porque ese tipo de polvo puede ser muy eficaz absorbiendo luz y calor, pero no deja firmas espectrales tan “afiladas” como otros minerales. Dicho de otra manera: puede estar ahí, en cantidades relevantes, sin gritar su presencia con una huella fácil de reconocer. Eso abre una puerta interesante para explicar por qué algunas galaxias muy lejanas —y por tanto muy antiguas— muestran reservas de polvo grandes para lo que se esperaba.
El trabajo también informa de otro ingrediente inesperado: carburo de silicio (SiC) producido por estrellas AGB menos masivas, pese a que el silicio tampoco abunda en esta galaxia. Que el SiC aparezca en un entorno así sugiere que las estrellas pueden encontrar “recetas alternativas” para condensar sólidos, incluso cuando los elementos disponibles son pocos. No es magia: es química estelar empujada al límite, donde pequeñas cantidades y condiciones físicas específicas pueden bastar para que se formen granos resistentes.
PAH: minúsculas islas orgánicas en un mar pobre en metales
El segundo hallazgo se centra en el medio interestelar: el espacio entre estrellas, con su gas y sus partículas. Webb observó allí hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH), moléculas grandes basadas en carbono que, cuando reciben radiación, pueden brillar en el infrarrojo. En astronomía, los PAH suelen asociarse con regiones de formación estelar y con ambientes donde el polvo y el gas se organizan de formas complejas.
Lo relevante no es solo detectarlos, sino el “cómo” y el “dónde”. Según el equipo, Sextans A se convierte en la galaxia de menor metalicidad conocida con presencia de PAH. En galaxias más ricas en metales es frecuente ver emisiones de PAH extendidas y relativamente suaves, como una neblina repartida por grandes zonas. Webb, en cambio, los muestra concentrados en pequeños cúmulos densos, de apenas unos pocos años luz de tamaño.
La imagen mental aquí es la de una costa con calas protegidas. Si el mar abierto es duro —radiación intensa, menos material que amortigüe los golpes—, esas calas permiten que estructuras frágiles se formen y sobrevivan. En términos físicos, esos bolsillos de gas más denso y algo más “blindado” por polvo podrían dar a los PAH el refugio necesario para crecer sin ser destruidos. Este detalle también ayuda a resolver un rompecabezas clásico: por qué los PAH parecen “desaparecer” en galaxias pobres en metales. No es que no existan nunca; es que no están distribuidos de manera generosa, sino escondidos en zonas pequeñas y protegidas.
El grupo, presentado en la reunión 247 de la American Astronomical Society (AAS), tiene aprobado un programa del Webb (Ciclo 4) para estudiar estos cúmulos con espectroscopia de alta resolución, lo que permitirá afinar la química: qué variantes de PAH dominan, cómo cambia su estructura, y qué condiciones exactas favorecen su persistencia.
Por qué este polvo importa para la historia de las galaxias
Hablar de “polvo” puede sonar poco glamuroso, pero en astrofísica es un actor principal. El polvo interestelar influye en la temperatura del gas, en cómo se forman estrellas, en cómo se atenúa la luz que vemos y, con el tiempo, en los materiales que terminarán en discos protoplanetarios. Si en el universo temprano existían rutas más variadas para fabricar polvo —no solo supernovas, sino también estrellas AGB con química poco habitual—, entonces cambia la lectura de las galaxias más lejanas que Webb está observando.
El polvo de hierro es especialmente sugerente porque puede absorber radiación de forma eficiente sin ofrecer señales espectrales fáciles. Si parte del polvo en galaxias primitivas se parece más a este tipo que a los silicatos “clásicos”, algunas estimaciones previas podrían haber infravalorado cuánta masa sólida se estaba formando. Y si el polvo aparece antes y con más diversidad de la esperada, los procesos de enfriamiento del gas y el arranque de la formación estelar podrían ser más rápidos o distintos a lo que se asumía en ciertos modelos.
La presencia de PAH en una galaxia tan metal-pobre también aporta una pista sobre el surgimiento temprano de química compleja. No significa “vida”, ni siquiera previda, pero sí habla de una capacidad del universo para producir estructuras ricas en carbono en condiciones que parecían poco favorables. Es como descubrir que, incluso con una despensa muy limitada, la naturaleza no solo cocina, sino que se permite preparar platos con texturas variadas.
Lo que viene: preguntas nuevas para un universo más ingenioso
Estos resultados dejan varias líneas abiertas. Una es cuantitativa: cuánto polvo total puede explicar el canal de estrellas AGB en ambientes de baja metalicidad, y cuánto se necesita invocar otras fuentes. Otra es cualitativa: cómo cambia la mezcla de minerales y moléculas cuando faltan elementos pesados, y qué efecto tiene esa mezcla en la apariencia de las galaxias distantes que Webb detecta.
Sextans A seguirá siendo un banco de pruebas porque está lo bastante cerca como para estudiar zonas concretas y estrellas individuales, algo imposible en la mayoría de galaxias del universo temprano real. Con instrumentos como MIRI y NIRCam, Webb está mostrando que la historia del polvo no es una línea recta: se parece más a una colección de atajos, soluciones improvisadas y pequeñas regiones protegidas donde la materia encuentra formas de organizarse.