El JWST y la infancia de la Vía Láctea

En mi última visita a esta Gaveta de Astrofísica, hace algo más de un año, les contaba con palabras de ilusión cómo el nuevo telescopio espacial JWST había sido puesto en órbita a bordo de un cohete Arianne 5. A día de hoy las páginas de revistas especializadas y de periódicos generalistas se llenan a diario con nuevas noticias sobre los descubrimientos realizados con sus datos. Y es que el JWST ha superado todas las expectativas (y eran muy altas) con respecto a sus capacidades.

 De entre los muchos resultados obtenidos, en este rato de Gaveta me gustaría destacar uno muy reciente que toca de cerca el trabajo que desarrollamos desde hace años en nuestro grupo del Instituto de Astrofísica de Canarias. Se trata del descubrimiento de dos galaxias barradas situadas a unos once mil millones de años luz de distancia, es decir, en un momento en el que el Universo tenía solo un 25% de su edad actual. Ya solo estos valores de distancias y edades son mareantes incluso para los astrofísicos que trabajamos en el campo, pero déjenme explicarles lo que supone este descubrimiento con algo más de detalle.

 La barras son estructuras estelares que se detectan fácilmente en las imágenes como una estructura lineal que atraviesa el centro de la galaxia. Las simulaciones numéricas realizadas hasta la fecha nos indican que las barras se forman rápidamente una vez que los discos de las galaxias se vuelven ‘fríos’, es decir, que su componente de rotación es la dominante. Esto provoca que las galaxias barradas sean relativamente comunes en nuestro Universo cercano y que incluso nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, sea una galaxia barrada. La presencia de una barra en una galaxia no solo tiene implicaciones de cara a su apariencia (lo que solemos llamar su morfología), sino que da lugar a procesos que llamamos ‘seculares’, es decir, que ocurren en escalas de tiempo del orden de la vida del Universo. Estos incluyen profundos cambios en los movimientos de las estrellas en la galaxia, la creación de nuevas estructuras en las regiones internas o incluso, en ciertas configuraciones, la ‘alimentación’ del agujero negro central de la galaxia. Con todo esto queda claro que las barras constituyen uno de los factores fundamentales para entender cómo evolucionan las galaxias.

 El descubrimiento hecho por el JWST de galaxias barradas en etapas tan tempranas del Universo conlleva una serie de implicaciones que han agitado a la comunidad científica. En primer lugar, ya hemos comentado que necesitamos la presencia de un disco ‘frío’ para formar una barra. Antes del JWST, pensábamos que en esa época inicial del Universo las galaxias estarían todavía ‘formando’ sus discos, así que estos no serían más que una ‘bola’ de gas y estrellas en las que formar una barra sería imposible. Gracias a este trabajo, y a otros relacionados, se ha visto que los discos se encuentran ya perfectamente formados hace once mil millones de años (o incluso antes), con lo que tenemos que modificar nuestros modelos para adaptarlos a estas observaciones. Por otro lado, si las barras se forman tan pronto en la vida del Universo, los procesos inducidos por su presencia han tenido mucho más tiempo para poder cambiar la evolución de la galaxia. Por ejemplo el transporte de gas hacia el agujero negro central se habría podido producir desde muy temprano en la evolución de la galaxia, haciendo que estos agujeros negros crecieran a un ritmo superior a lo predicho por las teorías actuales. En último lugar, pero no por ello menos importante, estas galaxias barradas podrían representar cómo era nuestra Vía Láctea hace once mil millones de años. Hasta ahora siempre habíamos pensado que nuestra barra se había formado más tarde, así que las nuevas observaciones nos hacen replantearnos el paradigma actual de evolución de nuestra propia Galaxia.

 Hasta hace poco, nuestras mejores estimaciones sobre cuándo se empezarían a formar las barras en el Universo se encontraban en torno a los siete u ocho mil millones de años. Los datos de nuestro querido telescopio Hubble no daban para más. Ahora ha llegado el JWST con su espejo primario de 6,5 metros de diámetro (comparado con el 2,4 metros de Hubble) para darnos la sensibilidad y resolución espacial necesarias para detectar estas estructuras en los albores del Universo. Además, el hecho de que podamos observar en longitudes de onda más largas también nos ayuda a poder ‘ver’ a través del polvo que oscurece gran parte de estas galaxias primitivas. Afortunadamente esto es solo el principio, cada descubrimiento que hacemos nos trae ese sabor de alegría y satisfacción por el trabajo bien hecho, pero a los que nos gusta la Astrofísica nos abre también una nueva puerta para seguir entendiendo cómo hemos llegado ser lo que somos en este pequeño planeta llamado Tierra.

* Sección coordinada por Adriana de Lorenzo-Cáceres Rodríguez