Una galaxia barrada en los confines del Universo

Hace unos días me comentaban los compañeros con los que entreno a tenis: "¿oye Jairo, cómo es que ahora se están produciendo tantos nuevos descubrimientos sobre galaxias muy distantes?" "Por fin una pregunta fácil", pensé yo, "¡pues porque antes no teníamos un telescopio de 6,5 metros de diámetro en el espacio!" En esta ocasión se referían al descubrimiento del agujero negro más antiguo conocido hasta la fecha, resultado publicado la semana pasada en la revista Nature. Me preguntaron si yo había participado en ese trabajo. "Por desgracia, no", les dije, "pero mis colegas del Centro de Astrobiología de Madrid, con los que hace poco descubrimos la galaxia análoga a la Vía Láctea más lejana hasta la fecha, sí han participado". Eso me dio pie (ya ven que no me hace falta mucho) para hablar con ellos un poco más del telescopio espacial JWST y de este último trabajo que les traigo hoy a esta Gaveta de Astrofísica.

'Identifican con el JWST la galaxia similar a la Vía Láctea más lejana jamás observada', así rezaba el título de la nota de prensa que publicamos hace unos meses. Supongo que para algunos este titular no les dirá gran cosa, así que déjenme explicarles brevemente las implicaciones que tiene para los que, como, yo nos dedicamos a estudiar la vida de las galaxias. En realidad este descubrimiento se puede separar en dos: por un lado hemos sido capaces de detectar la galaxia barrada más lejana hasta la fecha y, por otro, esta galaxia resulta que tiene la masa y estructura que tenía la Vía Láctea en esos primeros instantes del Universo.

Como ya hemos comentado en otras entradas de esta Gaveta, en el Universo cercano la mayoría de las galaxias espirales masivas muestran una estructura alargada en forma de barra que atraviesa su centro, al igual que nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Sin embargo, los modelos teóricos predicen que las condiciones físicas y dinámicas del Universo primitivo no favorecen la formación de barras en las galaxias más jóvenes y distantes. Utilizando imágenes del JWST, hemos descubierto la galaxia espiral barrada 'ceers-2112' cuando el Universo tenía solo 2100 millones de años, lo que desafía nuestro conocimiento previo sobre la formación de estas estructuras. En particular, este hallazgo prueba que cuando el Universo era aún muy joven las regiones centrales de esta galaxia ya estaban dominadas por bariones (la materia ordinaria de la que estamos compuestos) y no por la materia oscura, como se pensaba hasta ahora.

Actualmente estimamos que la edad del Universo es de alrededor de 13 800 millones de años, y hasta ahora los científicos pensábamos que la estructura de las galaxias espirales como la Vía Láctea no se consolidaba hasta que el Universo tenía la mitad de su edad actual. Sin embargo, el descubrimiento de ceers-2112, una galaxia análoga a la Vía Láctea, revela que ya existían galaxias similares a la Vía Láctea hace 11 700 millones de años, es decir, cuando el Universo tenía solo un 15% de la edad actual. Hasta ahora creíamos que las condiciones del Universo primitivo solo favorecían la creación de estructuras irregulares, resultado de episodios muy violentos de formación estelar y de una mayor probabilidad de fusiones entre galaxias. Sin embargo, el descubrimiento de ceers-2112 demuestra que posiblemente la estabilización de la Vía Láctea en un disco 'ordenado' de estrellas que rotan alrededor de su centro se produjo en escalas de tiempo más cortas de lo esperado.

Investigar cómo las galaxias adquieren su estructura y cómo esta evoluciona con el tiempo es esencial para comprender los procesos físicos que tienen lugar desde su formación. Con el telescopio espacial JWST tenemos por primera vez la tecnología y la instrumentación necesarias para estudiar en detalle la morfología de galaxias muy lejanas, así que que se preparen mis compañeros de entrenamiento, que entre un revés y una volea les voy a seguir contando lo que descubrimos sobre la vida de las galaxias en los principios del Universo.

Biografía

Jairo Méndez Abreu nació en San Juan de la Rambla, Tenerife, y cursó la Licenciatura en Física por la Universidad de La Laguna (ULL). Es Doctor en Astrofísica por la ULL y la Universidad de Padua, Italia. Tras su paso por Italia volvió a Canarias con un contrato postdoctoral en el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y un contrato Juan de la Cierva. Posteriormente se marchó a Escocia, donde desarrolló su actividad investigadora en la Universidad de St Andrews, y regresó al IAC para trabajar en el diseño y explotación científica del instrumento WEAVE. Tras un periodo en la Universidad de Granada, actualmente trabaja en la ULL y es investigador principal del proyecto BEARD.

* Sección coordinada por Adriana de Lorenzo-Cáceres Rodríguez