El James Webb capta una supernova en el universo primitivo y abre una nueva era en el estudio de las primeras estrellas
Cuando el universo apenas había salido de su infancia, una estrella masiva explotó y dejó una huella de luz que ha viajado más de 13.000 millones de años. Ahora, el telescopio espacial James Webb ha logrado captarla, ofreciendo una visión inédita de cómo morían las primeras estrellas y de los procesos que dieron forma al cosmos primitivo.
Por Enrique Coperías
Ilustración artística del estallido de rayos gamma GRB 250314A, provocado por el colapso y explosión de una estrella masiva en el universo primitivo, cuando el cosmos tenía apenas unos 700 millones de años. La imagen muestra el potente chorro de energía que acompaña a este tipo de fenómenos extremos, seguido por la supernova cuya luz ha sido captada más de 13.000 millones de años después por el telescopio espacial James Webb. Crédito: IA-DALL-E-©RexMolón-Producciones
El telescopio espacial James Webb ha vuelto a asomarse al pasado más remoto del cosmos y, esta vez, lo que ha encontrado es algo más que una galaxia primitiva o una tenue nube de gas. Ha captado la luz de una explosión estelar que sucedió cuando el universo primitivo apenas tenía unos 700 millones de años, de existencia, o sea, en plena infancia cósmica.
Se trata de la que es, con gran probabilidad, una supernova asociada a un estallido de rayos gamma con un corrimiento al rojo de z ≃ 7,3, una de las supernovas más lejanas jamás observadas.
El hallazgo, publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, abre una nueva ventana al estudio de estrellas individuales en la era de la reionización, cuando el universo pasó de ser opaco a transparente.
La luz del estallido de rayos gamma ha tardado más de 13.000 millones de años en llegar hasta nosotros
La observación tiene algo de proeza técnica y algo de golpe de fortuna. El evento comenzó el 14 de marzo de 2025, cuando varios satélites detectaron un intenso estallido de rayos gamma, que los astrónomos bautizaron como GRB 250314A. Estos fogonazos, los más energéticos del universo desde el big bang, suelen durar apenas unos segundos, pero dejan tras de sí un resplandor, el llamado afterglow, que puede seguirse durante días o semanas.
En este caso, las primeras observaciones indicaron que el estallido procedía de una distancia extrema: su luz había tardado más de 13.000 millones de años en llegar hasta nosotros. Ese contexto convierte el hallazgo en algo especialmente valioso.
🗣️ «La observación clave —o prueba irrefutable— que conecta la muerte de estrellas masivas con los estallidos de rayos gamma es el descubrimiento de una supernova que emerge en la misma ubicación del cielo —explica el astrofísico Antonio Martín-Carrillo, coautor del estudio e investigador de la Facultad de Física de la University College Dublin, en Irlanda. Y añade—: Casi todas las supernovas estudiadas hasta ahora han estado relativamente cerca de nosotros, con solo unas pocas excepciones hasta la fecha. Cuando confirmamos la edad de esta, vimos una oportunidad única para investigar cómo era el cosmos temprano en ese momento y qué tipo de estrellas existían y morían entonces».
El filtro rojo del James Webb desvela una supernova potente
La enorme distancia convertía a GRB 250314A en un objetivo ideal para el James Webb. A diferencia del telescopio Hubble, su sucesor está optimizado para observar en el infrarrojo, justo la región del espectro a la que se desplaza la luz de los objetos muy lejanos, debido a la expansión del universo.
Más de tres meses después del estallido inicial —unos 110 días en tiempo del observador, equivalentes a apenas trece días en el sistema de referencia de la propia estrella— el telescopio apuntó al lugar del suceso con su cámara NIRCam y obtuvo imágenes en ocho filtros distintos, lo que permitió cubrir longitudes de onda entre uno y cinco micrómetros.
Lo que apareció en esas imágenes es tan sutil como revelador. En los filtros más azules no se detecta prácticamente nada, una señal inequívoca de que la fuente está a un corrimiento al rojo muy alto. En cambio, en las longitudes de onda más largas emerge un punto tenue que se va haciendo progresivamente más brillante. En el filtro más rojo, el F444W, alcanza una magnitud compatible con la de una supernova potente, similar a las que en el universo cercano acompañan a muchos estallidos de rayos gamma.
Por qué esta supernova es diferente (y a la vez sorprendentemente familiar)
Ese comportamiento no fue una sorpresa total para los investigadores. «Utilizando modelos teóricos basados en la población de supernovas asociadas con los GRB en nuestro universo local, hicimos algunas predicciones sobre cuál debería ser la emisión y las utilizamos para proponer una nueva observación con el telescopio espacial James Webb —explica Martín-Carrillo—. Para nuestra sorpresa, nuestro modelo funcionó extraordinariamente bien, y la supernova observada parece coincidir muy bien con la muerte de estrellas que vemos habitualmente. También pudimos vislumbrar la galaxia anfitriona que albergaba esta estrella moribunda».
En efecto, el patrón de brillo encaja notablemente bien con el de SN 1998bw, la supernova que en 1998 confirmó por primera vez la conexión entre los estallidos de rayos gamma de larga duración y la muerte de estrellas muy masivas. Ajustada a la enorme distancia de GRB 250314A, aquella explosión sirve como un modelo casi perfecto para lo observado ahora por el Webb.
El resultado de esta observación es llamativo por varias razones:
1️⃣ En primer lugar, porque se trata de una observación directa de una explosión estelar individual en una época en la que hasta ahora solo se habían podido estudiar poblaciones completas de estrellas a través de la luz integrada de las galaxias. Los estallidos de rayos gamma actúan como auténticos faros cósmicos: son tan luminosos que permiten localizar y analizar estrellas concretas incluso en el universo primitivo.
2️⃣ En segundo lugar, porque la supernova observada no parece muy distinta de las que se producen hoy en día. Esto es, en sí mismo, una sorpresa. Las primeras generaciones de estrellas se formaron en un entorno muy diferente al actual, con menos elementos pesados y condiciones físicas extremas.
Muchos modelos teóricos predecían que esas diferencias deberían reflejarse en explosiones más energéticas o con propiedades espectrales distintas. Sin embargo, la señal detectada por el James Webb es compatible con una supernova normal asociada a un estallido de rayos gamma, sin necesidad de recurrir a escenarios exóticos.
Imágenes del telescopio espacial James Webb del lugar donde se produjo el estallido de rayos gamma GRB 250314A, tomadas con ocho filtros distintos. La fuente no aparece en los filtros más azules, lo que confirma su enorme distancia y su origen en el universo primitivo. En uno de los filtros intermedios se aprecia una leve extensión, señal de la pequeña galaxia que alberga la explosión. En los filtros más rojos, la luz es mucho más intensa y aumenta progresivamente, una huella característica de la supernova asociada al estallido. Cortesía: Andrew Levan et al.
Debajo de la supernova hay una pequeña galaxia que la alberga
El equipo es prudente. Los datos actuales no permiten seguir la evolución temporal del brillo —algo clave para confirmar sin ambigüedades la naturaleza transitoria de la fuente— y siempre cabe la posibilidad de que parte de la luz proceda de la galaxia anfitriona, una pequeña y débil galaxia en formación.
De hecho, en uno de los filtros se aprecia un ligero alargamiento de la fuente, lo que sugiere la presencia de una galaxia subyacente. Pero incluso teniendo en cuenta esa contribución, el exceso de luz en el infrarrojo más rojo resulta difícil de explicar sin una supernova.
Los autores exploraron alternativas, comparando la señal con la de decenas de galaxias observadas tal y como eran cuando el universo tenía unos 700 millones de años, es decir, muy poco después del big bang, por el propio Webb y también con objetos muy rojos descubiertos recientemente. Ninguno de estos escenarios reproduce bien la forma del espectro observado. Para que todo encajara sin supernova, sería necesario suponer una galaxia con una población estelar sorprendentemente vieja y poco activa para una época tan temprana, algo posible pero poco probable.
Qué nos dice sobre las primeras estrellas del universo
La conclusión más sencilla —y, por ahora, la más convincente— es que el James Webb ha captado la luz de una supernova en el amanecer del cosmos. Si se confirma con futuras observaciones, el hallazgo tendrá implicaciones profundas. Sugiere que los mecanismos que producen estallidos de rayos gamma y sus supernovas asociadas podrían haber cambiado muy poco en más de 13.000 millones de años de historia cósmica.
Además, la observación demuestra el enorme potencial del James Webb para explorar este tipo de fenómenos. Hasta ahora, las supernovas más lejanas detectadas directamente se encontraban a corrimientos al rojo del orden de 5. Ir más allá parecía fuera de alcance. Pero combinando la detección temprana de estallidos de rayos gamma con el poder infrarrojo del James Webb, los astrónomos empiezan a vislumbrar la posibilidad de estudiar la muerte de estrellas individuales en la era de la reionización.
No es solo una cuestión de récords de distancia. Entender cómo eran esas primeras explosiones estelares ayuda a reconstruir la historia química del universo y el papel que jugaron las estrellas masivas en la transformación del cosmos primitivo. Cada supernova temprana es una cápsula del tiempo.
Por ahora, la asociada a GRB 250314A es una sola, pero apunta a un futuro en el que este tipo de observaciones dejarán de ser excepcionales. De momento, el mensaje que llega desde los albores del cosmos es sorprendentemente familiar: incluso en su infancia, el universo ya sabía cómo hacer morir a sus estrellas más grandes de una forma muy parecida a la actual. ▪️
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Información facilitada por la UCD Research & Innovation
Fuente: Andrew Levan et al. JWST reveals a supernova following a gamma-ray burst at z ≃ 7.3. Astronomy and Astrophysics (2025). DOI:
https://doi.org/10.1051/0004-6361/202556581
