Utilizando el telescopio espacial James Webb, un equipo internacional, entre los que se encuentra el astrónomo Alexander de la Vega, de la Universidad de California en Riverside, ha descubierto la galaxia espiral barrada similar a la Vía Láctea más distante que se ha observado hasta la fecha.

Hasta ahora se creía que las galaxias espirales barradas como la Vía Láctea no podían observarse antes de que el universo, cuya edad se calcula en 13.800 millones de años, alcanzara la mitad de su edad actual.

La investigación, publicada en Nature, ha sido dirigida por científicos del Centro de Astrobiología de España.

Esta galaxia, llamada Ceers-2112, se formó poco después del Big Bang, dijo el coautor de la Vega, un investigador postdoctoral en el Departamento de Física y Astronomía. El hallazgo de Ceers-2112 demuestra que las galaxias del universo primitivo podían ser tan ordenadas como la Vía Láctea. Esto es sorprendente porque las galaxias eran mucho más caóticas en el universo primitivo y muy pocas tenían estructuras similares a la Vía Láctea.

Ceers-2112 tiene una barra en su centro. De la Vega explicó que una barra galáctica es una estructura, formada por estrellas, dentro de las galaxias. Las barras galácticas se parecen a las barras de nuestra vida cotidiana, como una chocolatina. Es posible encontrar barras en galaxias no espirales, dijo, pero son muy raras.

Vista multi-longitud de onda de ceers-2112 | foto L. Costantin et al.

Casi todas las barras se encuentran en galaxias espirales, dijo de la Vega, que se incorporó a la UCR el año pasado tras doctorarse en astronomía en la Universidad Johns Hopkins. La barra en Ceers-2112 sugiere que las galaxias maduraron y se ordenaron mucho más rápido de lo que pensábamos, lo que significa que algunos aspectos de nuestras teorías sobre la formación y evolución de las galaxias necesitan revisión.

El conocimiento previo de los astrónomos sobre la evolución de las galaxias era que se necesitaban varios miles de millones de años para que las galaxias se ordenaran lo suficiente como para desarrollar barras. El descubrimiento de Ceers-2112 demuestra que puede ocurrir en sólo una fracción de ese tiempo, en unos mil millones de años o menos, dijo de la Vega.

Según él, se cree que las barras galácticas se forman en galaxias espirales con estrellas que giran de forma ordenada, como lo hacen en la Vía Láctea. En tales galaxias, las barras pueden formarse espontáneamente debido a inestabilidades en la estructura espiral o a efectos gravitatorios de una galaxia vecina, explicó de la Vega. En el pasado, cuando el universo era muy joven, las galaxias eran inestables y caóticas. Se pensaba que las barras no podían formarse ni durar mucho tiempo en las galaxias del universo primitivo.

Se espera que el descubrimiento de Ceers-2112 cambie al menos dos aspectos de la astronomía. En primer lugar, los modelos teóricos de formación y evolución de galaxias deberán tener en cuenta que algunas galaxias son lo suficientemente estables como para albergar barras en una fase muy temprana de la historia del universo, explica de la Vega. Es posible que estos modelos tengan que ajustar la cantidad de materia oscura que compone las galaxias en el universo temprano, ya que se cree que la materia oscura afecta a la velocidad a la que se forman las barras. En segundo lugar, el descubrimiento de Ceers-2112 demuestra que pueden detectarse estructuras como las barras cuando el universo era muy joven. Esto es importante porque las galaxias en un pasado lejano eran más pequeñas que ahora, lo que hace más difícil encontrar barras. El descubrimiento de Ceers-2112 allana el camino para descubrir más barras en el universo joven.

De la Vega ayudó al equipo de investigación estimando el desplazamiento al rojo y las propiedades de Ceers-2112. También contribuyó a la interpretación de las mediciones. El corrimiento al rojo es una propiedad observable de una galaxia que indica lo lejos que está y lo atrás en el tiempo que se ve la galaxia, lo cual es consecuencia de la velocidad finita de la luz, explicó.

Lo que más sorprendió a De la Vega del descubrimiento de Ceers-2112 es lo bien que se podían acotar las propiedades de su barra. Inicialmente, pensé que detectar y estimar las propiedades de las barras en galaxias como Ceers-2112 estaría plagado de incertidumbres de medición, dijo. Pero la potencia del telescopio espacial James Webb y la experiencia de nuestro equipo de investigación nos ayudaron a poner fuertes restricciones sobre el tamaño y la forma de la barra.

Fuentes

University of California – Riverside | Costantin, L., Pérez-González, P.G., Guo, Y. et al. A Milky Way-like barred spiral galaxy at a redshift of 3. Nature (2023). doi.org/10.1038/s41586-023-06636-x

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