Bajo la dirección de científicos del Centro de Astrobiología (CAB) CSIC-INTA, un equipo internacional de investigadores ha descubierto una galaxia ‘gemela’ de la nuestra (una espiral barrada) en un lugar, y en un tiempo, en el que algo así no debería existir. El hallazgo, llevado a cabo con el Telescopio Espacial James Webb y recién publicado 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 podían adquirir su compleja y ordenada estructura hasta por lo menos unos 7.000 millones de años después del Big Bang. Es decir, hasta que el Universo no tuvo por lo menos la mitad de su edad actual. Pero se equivocaban.
«En contra de lo esperado -afirma Luca Costantin, autor principal del artículo- este descubrimiento revela que ya existían galaxias similares a la Vía Láctea hace 11.700 millones de años, cuando el Universo tenía solo un 15% de la edad actual». La galaxia recién descubierta se llama ceers-2112, es una espiral barrada perfectamente formada y se encuentra ‘solo’ a 2.000 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 distinto de su desarrollo, y reconstruir con todas ellas el modo en que la nuestra llegó hasta 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 primitivo no deberían permitir la formación de barras en las galaxias más jóvenes y distantes. Las barras galácticas tienen un papel fundamental en la evolución galáctica, ya que favorecen la mezcla de elementos, lo cual es esencial para la formación de estrellas de tercera o cuarta generación, como es el caso del Sol. Los científicos, en efecto, sospechan que la barra de la Vía Láctea gira cilíndricamente, como lo hace un portarrollos de papel higiénico, canalizando gas hacia el centro de la galaxia y provocando ráfagas de formación estelar.
«Las galaxias no siempre han sido como las observamos a nuestro alrededor -asegura Pablo G. Pérez González, segundo firmante del artículo- ya que varían su masa y estructura 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 observamos atrás en el tiempo».
Un signo de madurez
Hasta hace poco, los científicos pensaban que esa barra central era un signo propio de galaxias que habían alcanzado la madurez completa, algo que probablemente no sucedió hasta la mitad del camino evolutivo del Universo. Y las observaciones hechas con el Telescopio Espacial Hubble demostraban, además, que el Universo primitivo albergaba muy pocas galaxias barradas.
Pero las extraordinarias capacidades de James Webb están revolucionando la astrofísica, y demuestran que el Universo lejano no es exactamente como los científicos esperaban. El nuevo telescopio, en efecto, puede recolectar seis veces más luz que el Hubble, lo que le permite ver detalles de galaxias lejanas que al Hubble se le escapaban.
«Con el 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 lejanas. Investigar cómo las galaxias adquieren la estructura que las caracteriza hoy es esencial para comprender los procesos de formación y evolución».
El hallazgo de ceers-2112, por lo tanto, demuestra que las espirales barradas pueden evolucionar en apenas 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, puede que en apenas mil millones de años.
Cambiar la Astronomía
Según este investigador, el descubrimiento de ceers-2112 podría cambiar por lo menos dos aspectos de la astronomía. «En primer lugar -apunta- los modelos teóricos de formación y evolución de galaxias deberán 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 esos modelos necesiten ajustar la cantidad de materia oscura que compone las galaxias en el Universo primitivo, ya que se cree que la materia oscura afecta la velocidad a la que se forman las barras».
«En segundo lugar -prosigue el científico- el descubrimiento de ceers-2112 demuestra que se pueden detectar estructuras como barras cuando el universo era muy joven. Lo cual es importante porque las galaxias en el pasado distante eran más pequeñas que ahora, lo que dificulta la búsqueda de barras. El descubrimiento de ceers-2112 allana el camino para que se descubran más barras en el universo joven».
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