"Monstruos rojos" observados en el Universo temprano

El Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha detectado tres galaxias ultramasivas, casi del tamaño de la Vía Láctea, formadas en el primer mil millón de años tras el Big Bang.

Estos descubrimientos ponen en duda los modelos actuales de formación galáctica y sugieren que la formación de estrellas en el universo temprano, fue mucho más eficiente de lo previamente considerado.

Un rompecabezas tentador

En el marco del programa FRESCO del JWST, los astrónomos emplearon la técnica de "espectroscopía sin rendija" con la cámara de infrarrojo cercano del telescopio para estudiar de manera sistemática un conjunto completo de galaxias de líneas de emisión (ELG) durante los primeros mil millones de años del cosmos.

Los espectros de estas ELG muestran intensas líneas de emisión. La espectroscopía sin rendija posibilita la captura de luz y su descomposición en las longitudes de onda componentes para todos los objetos en el campo visual, lo que ha permitido a los investigadores calcular con exactitud las distancias a las galaxias estudiadas y la cantidad de estrellas que contienen.

Los modelos actuales indican que las galaxias se formaron consistentemente dentro de amplios halos de materia oscura que atrapaban gas en estructuras gravitacionalmente ligadas. Aunque la mayoría de las galaxias concuerdan con estos modelos, tres galaxias masivas con masas estelares similares a la Vía Láctea no lo hacen; en estos casos, la formación estelar es casi el doble de eficiente en comparación con galaxias menos masivas de la misma época o con galaxias típicas de periodos más recientes en la historia cósmica.

Pascal Oesch, profesor asociado del Departamento de Astronomía de la Universidad de Ginebra, afirmó: "El instrumento del telescopio espacial facilita la identificación y el estudio del desarrollo de las galaxias a través del tiempo, permitiéndonos obtener una visión más detallada de la acumulación de masa estelar a lo largo de la historia cósmica".

Estas galaxias han sido bautizadas como “Monstruos Rojos” porque su alto contenido de polvo les otorga un tono rojo distintivo en las imágenes del JWST. “Encontrar tres bestias tan enormes entre la muestra plantea un enigma tentador”, dijo el profesor Stijn Wuyts de la Universidad de Bath.

Y agregó, “muchos procesos en la evolución de las galaxias tienen una tendencia a introducir un paso que limita la velocidad con la que el gas puede convertirse en estrellas, pero de alguna manera estos Monstruos Rojos parecen haber evadido rápidamente la mayoría de estos obstáculos”.

Comienzo de una nueva era

Los hallazgos están “ reformulando nuestra comprensión de la formación de galaxias en el Universo temprano”, dijo el Dr. Mengyuan Xiao, investigador postdoctoral en UNIGE, planteando preguntas para las teorías de formación de galaxias, específicamente el problema de “demasiadas galaxias demasiado masivas” en el Universo temprano.

Xiao continuó: “Estos resultados indican que las galaxias en el Universo primitivo podrían formar estrellas con una eficiencia inesperada . A medida que estudiemos estas galaxias con más profundidad, ofrecerán nuevos conocimientos sobre las condiciones que dieron forma a las primeras épocas del Universo. Los Monstruos Rojos son solo el comienzo de una nueva era en nuestra exploración del Universo primitivo”.

Futuras observaciones con el JWST y el telescopio ALMA ( Atacama Large Millimeter Array ) ofrecerán más conocimientos sobre estos Monstruos Rojos ultramasivos y revelarán muestras más grandes de dichas fuentes.

Wuyts añadió: "Eso es lo que hace tan genial a la astronomía: constantemente nos sorprenden nuevos descubrimientos . Ya en sus primeros años de funcionamiento, el JWST nos ha sorprendido un par de veces. En más de un sentido, nos ha demostrado que algunas galaxias maduran rápidamente durante los primeros capítulos de la historia cósmica ".

Referencia de noticias

Xiao, M et al (2024) Formación acelerada de galaxias ultramasivas en los primeros mil millones de años , Nature.