Bajo la dirección de científicos del Centro de Astrobiología (CAB) del CSIC-INTA, un equipo internacional de investigadores ha descubierto una galaxia ‘gemela’ nuestra (una espiral barrada) en un lugar, y en un momento, en el que algo así no debería existir. El descubrimiento, realizado con el telescopio espacial James Webb y publicado recientemente en ‘Nature’, desafía lo que pensábamos sobre la formación de las primeras galaxias y su evolución.
La edad del Universo es de 13.760 millones de años, y hasta ahora los astrónomos pensaban que las galaxias espirales como nuestra Vía Láctea no podrían adquirir su estructura compleja y ordenada hasta al menos 7.000 millones de años después del Big Bang. Es decir, hasta que el Universo tuvo al menos la mitad de su edad actual. Pero se equivocaron.
“Al contrario de lo que se esperaba – afirma Luca Costantin, autor principal del artículo – este descubrimiento revela que galaxias similares a la Vía Láctea ya existían hace 11,7 mil millones de años, cuando el Universo tenía sólo el 15% de su edad actual”. La galaxia recién descubierta se llama ceers-2112, es una espiral barrada perfectamente formada y está a “sólo” 2 mil millones de años del Big Bang.
Una observación difícil
Dado que la vida de una galaxia se mide en miles de millones de años, para estudiar la evolución de la Vía Láctea los científicos no tienen más remedio que estudiar muchas galaxias a la vez, cada una en un punto diferente de su desarrollo, y reconstruir con todas ellas la cómo el nuestro alcanzó su madurez.
En el Universo cercano, la mayoría de las galaxias espirales masivas, como nuestra Vía Láctea, muestran una estructura alargada en forma de barra en sus regiones centrales. Por el contrario, según las predicciones de los modelos teóricos, las condiciones físicas y dinámicas del Universo temprano no deberían permitir la formación de barras en las galaxias más jóvenes y distantes. Las barras galácticas juegan un papel fundamental en la evolución galáctica, ya que favorecen la mezcla de elementos, algo fundamental para la formación de estrellas de tercera o cuarta generación, como el Sol. De hecho, los científicos sospechan que la barra de la Vía Láctea gira cilíndricamente, como un portarrollos de papel higiénico, canalizando gas hacia el centro de la galaxia y provocando estallidos de formación estelar.
«Las galaxias no siempre han sido como las observamos a nuestro alrededor – afirma Pablo G. Pérez González, segundo firmante del artículo – ya que su masa y estructura varían a lo largo de su vida. “Aunque las galaxias barradas similares a la Vía Láctea son comunes en el Universo cercano, hasta ahora creíamos que deberían ser extremadamente raras cuando miramos hacia atrás en el tiempo”.
Un signo de madurez
Hasta hace poco, los científicos pensaban que esta barra central era señal de galaxias que habían alcanzado la plena madurez, algo que probablemente no ocurrió hasta la mitad del camino evolutivo del Universo. Y las observaciones realizadas con el Telescopio Espacial Hubble también demostraron que el Universo temprano contenía muy pocas galaxias barradas.
Pero las extraordinarias habilidades de James Webb están revolucionando la astrofísica y demostrando que el Universo distante no es exactamente lo que esperaban los científicos. De hecho, el nuevo telescopio puede captar seis veces más luz que el Hubble, lo que le permite ver detalles de galaxias distantes que el Hubble pasó por alto.
«Con James Webb – explica Cristina Cabello, también coautora del artículo – tenemos por primera vez la tecnología y la instrumentación necesarias para estudiar en detalle la morfología de galaxias muy distantes. “Investigar cómo las galaxias adquieren la estructura que las caracteriza hoy en día es fundamental para comprender los procesos de formación y evolución”.
Por lo tanto, el hallazgo de ceers-2112 demuestra que las espirales barradas pueden evolucionar en sólo una fracción del tiempo que los científicos consideraban necesario. Según Alexander De la Vega, astrónomo de la Universidad de California en Riverside y coautor del estudio, esto puede ocurrir en apenas mil millones de años.
Cambiar Astronomía
Según este investigador, el descubrimiento de ceers-2112 podría cambiar al menos dos aspectos de la astronomía. «En primer lugar – señala – los modelos teóricos de formación y evolución de las galaxias deben tener en cuenta que algunas galaxias se vuelven lo suficientemente estables como para albergar barras en una etapa muy temprana de la historia del Universo. “Es posible que estos modelos necesiten ajustar la cantidad de materia oscura que forma las galaxias en el Universo temprano, ya que se cree que la materia oscura afecta la velocidad a la que se forman las barras”.
«En segundo lugar – continúa el científico – el descubrimiento de ceers-2112 muestra que estructuras como barras pueden detectarse cuando el universo era muy joven. Lo cual es importante porque las galaxias en el pasado distante eran más pequeñas que ahora, lo que dificultaba encontrar barras. “El descubrimiento de ceers-2112 allana el camino para que se descubran más barras en el universo joven”.
