Imágenes en tres colores de galaxias intrínsecamente brillantes del Hubble Deep Field South dispuestas horizontalmente según la edad del Universo en que la luz partió de cada objeto. Como referencia, la edad actual es de 13.700 millones de años. Se ha eliminado el efecto del desplazamiento al rojo en la luz: los colores indican pues la cantidad de luz emitida en reposo a una determinada longitud de onda, tal como observaría alguien situado junto a la galaxia. La edad de las estrellas determina el color, más rojizo a más edad estelar.

 Abajo se muestar cómo varía el color en promedio de las galaxias a medida que el Universo envejece. El paulatino enrojecimiento se debe al incremento en la edad media de las estrellas.

 Tal es el resultado del minucioso análisis de más de 300 galaxias vistas en una diminuta zona del firmamento denominada Hubble Deep South. El principal objetivo de este avanzado estudio es comprender cómo se emsambló el contenido estelar del Universo y fue variando a lo largo del tiempo.  El color azulado del Universo primordial tiene como causa la luz azul de las estrellas recién formadas en las galaxias. El Universo actual muestra un color más rojizo debido al número relativamente superior de antiguas estrellas rojas.

 Puesto que la cantidad total de luz en el pasado era la misma que ahora, y una estrella joven emite mucha más luz que una vieja estrella, el número de estrellas en el pasado debió ser unas diez veces menor que en la actualidad. Gregory Rudnick, del Instituto Max-Planck (Garching, Alemania) y líder del equipo que realizó el presente estudio, afirma que sus hallazgos implican que la mayoría de estrellas en el Universo surgieron comparativamente tarde, cuando el Universo contaba con 7.000 millones de años de antigüedad, no mucho antes de que naciese nuestra propia estrella.

 Los resultados se basan en datos recolectados durante más de 100 horas de observación con el instrumento ISAAC en el telescopio de 8.2 metros ANTU del VLT (Very Large Telescope), Observatorio Europeo Austral (Cerro Paranal, Chile) como parte de un proyecto más amplio: Faint InfraRed Extragalactic Survey (FIRES). Las distancias a las galaxias fueron estimadas a partir de su brillo en diferentes bandas de longitud de onda en óptico y cercano infrarrojo.

 Es bien conocida la edad del Sol, unos 4.500 millones de años, pero una de las cuestiones clave en la astronomía actual es cuándo se formaron la inmensa mayoría de estrellas en nuestra galaxia, y en otras galaxias. La observación de objetos remotos requiere de los mayores telescopios del mundo debido a la extrema debilidad de su luz. Además la luz óptica de las más lejanas galaxias llega a nosotros desplazada hacia longitudes de ondas largas, en la región infrarroja del espectro, por lo que se hacen necesarias para su observación prolongadas exposiciones y detectores de infrarrojo.

 El "Hubble Deep Field South (HDF-S)"  ocupa una pequeña porción celeste hacia la constelación de Tucana. Las imágenes ópticas de este campo obtenidas por el Hubble representan un tiempo total de exposición de 140 horas. Los telescopios del ESO en Chile tomaron a su vez imágenes y espectros de los objetos en un área de 2.5 x 2.5 minutos de arco, ligeramente mayor que el campo cubierto por la cámara WFPC2 del Hubble, pero todavía 100 veces menor que la Luna Llena. Las excepcionales condiciones atmosféricas de Cerro Paranal proporcionan una excelente definición de las imagenes (seeing de 0.48 arcosegundos) que pueden combinarse con los datos del Hubble sin apenas pérdida de calidad.

 Se midió la distancia a las 300 galaxias identificadas en la imagen a partir del valor del desplazamiento al rojo o redshift (z), mediante un innovador método basado en la comparación del brillo de cada objeto en todas las bandas espectrales individuales con el de una bateria de galaxias cercanas. De este modo se hallaron galaxias con desplazamiento al rojo tan elevado como z = 3.2, correspondiente a distancias de 11.500 millones de años-luz, o a una edad del Universo de 2.200 millones de años.

 El siguiente paso consistió en determinar la cantidad de luz emitida por cada galaxia de manera que los efectos del "redshift" fueran eliminados. Esto significa estar midiendo la cantidad de luz en diferentes colores (longitudes de onda) tal como sería registrada por un observador cercano a la galaxia. Esto obviamente se refiere sólo a luz estelar no intensamente oscurecida por el polvo.

 Recapitulando: a partir de la luz emitida por todas las galaxias a diferente longitud de onda en una determinada época cósmica, los astrónomos determinan el color del Universo en promedio, el color cósmico en ese tiempo. Por otra parte, tambien es posible observar como el color va cambiando a medida que el Universo envejece.

 Como conclusión, los astrónomos han averiguado que el Universo enrojece con el tiempo. En particular, lució mucho más azul en el pasado; ahora, a la edad de 14.000 millones de años, muestra una tonalidad beige.

 La variación del color cósmico ofrece gran interés en sí misma, pero además constituye una herramienta esencial para determinar la rapidez con que surgieron las estrellas. Mientras el nacimiento estelar en las galaxias individuales tiene una historia complicada, a veces acelerada por explosiones de formación estelar, las nuevas observaciones basadas en muchas galaxias, demuestran que la "media" de la historia de la formación estelar es mucho más simple, lo cual se torna patente en el suave cambio del color del Universo a medida que avanza su antigüedad.

 Finalmente los astrónomos averiguaron que aproximadamente la mitad de las estrellas en las galaxias observadas han sido formadas después de 7.000 millones de años de vida del Universo, la mitad de su edad actual de 14.000 millones de años. El Universo no produce ahora tantas estrellas azules, de gran masa y breve vida; al mismo tiempo están presentes las estrella rojas, de menor masa y prolongada existencia, surgidas en generaciones anteriores. A medida que aumenta la edad de un grupo de estrellas sólo sobreviven estas últimas, y por tanto su luz rojiza. Es lo que ocurre en el Universo como un todo. Podemos comprender este hecho si lo comparamos a las poblaciones envejecidas de algunos países desarrollados, debido a  que nacen menos niños que en el pasado y a la prolongada vida actual, con un resultado neto de aumento en la edad de la población.

 Este resultado se deriva de una pequeña porción del firmamento, por lo que podría no ser representativa, pero se ha visto que tambien se mantiene en otros campos celestes.