Los astrónomos que utilizan el telescopio espacial James Webb han descubierto una característica inesperada en una galaxia temprana y distante. A pesar de formarse cuando el universo era muy joven, esta galaxia no muestra signos de rotación.
Este comportamiento se observa típicamente en galaxias maduras muy grandes muy cercanas a la Tierra, explicó Ben Forrest, científico investigador del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de California, Davis, y autor principal de un estudio publicado el 4 de mayo. Naturaleza Astronomía.
“En particular, no mostró evidencia de rotación, lo cual fue sorprendente y muy interesante”, dijo Forrest.
¿Por qué se espera que las galaxias giren?
Los modelos actuales sugieren que las galaxias comienzan a girar tan pronto como se forman. El gas fluye hacia adentro y la atracción gravitacional crea un momento angular, poniendo estos sistemas en movimiento.
A lo largo de miles de millones de años, las galaxias pueden colisionar y fusionarse, especialmente en cúmulos densos. Estas interacciones repetidas pueden crear o cancelar la rotación. Como resultado, algunas galaxias cercanas muestran poca rotación general y, en cambio, muestran estrellas moviéndose en direcciones aleatorias.
Como se cree que esta transición lleva tanto tiempo, resulta sorprendente verla en la galaxia XMM-VID1-2075 cuando el universo tenía menos de 2 mil millones de años.
Una galaxia masiva que se formó temprano
Forrest y sus colegas, que forman parte del estudio MAGAZ3NE (Massive Ancient Galaxies in the z>3 Near-Infrared), ya han estudiado esta galaxia utilizando el Observatorio WM Keck en Hawaii.
“Observaciones anteriores de MAGAZ3NE confirmaron que era una de las galaxias más masivas del universo temprano, que ya contenía varias veces más estrellas que nuestra Vía Láctea, y también confirmaron que ya no está formando nuevas estrellas, lo que la convierte en un objetivo convincente para observaciones de seguimiento”, dijo Forrest.
El telescopio Webb revela movimiento interno
Utilizando el telescopio espacial James Webb, el equipo examinó XMM-VID1-2075 junto con otras dos galaxias de la misma edad. Esto les permite rastrear cómo se mueve el material dentro de cada sistema.
“Este tipo de trabajo se ha hecho mucho con galaxias cercanas porque son cercanas y grandes, por lo que se puede hacer este tipo de investigación desde la Tierra, pero es muy difícil hacerlo con galaxias de alto corrimiento al rojo porque parecen muy pequeñas en el cielo”, dijo Forrest. “(El Telescopio Espacial James Webb) realmente está traspasando la frontera de este tipo de investigación”.
Una de las tres galaxias gira claramente, otra muestra una estructura irregular y la tercera muestra un fuerte movimiento aleatorio en lugar de rotación de su estrella.
“Es consistente con las galaxias más masivas del universo local, pero encontrarlo tan temprano fue un poco sorprendente”, dijo Forrest.
¿Qué puede impedir que una galaxia gire?
Los investigadores ahora están tratando de comprender cómo esta galaxia se convirtió en lo que los científicos llaman una “rotación lenta”.
Una posible explicación no es una larga historia de múltiples fusiones, sino una única colisión dramática. Si dos galaxias giran en direcciones casi opuestas, sus movimientos pueden cancelarse.
“Para esta galaxia en particular, vemos mucha luz proveniente de un costado. Y eso sugiere que algún otro objeto está interactuando con el sistema y potencialmente cambiando su dinámica”, dijo Forrest.
Buscando más galaxias sin espín
El equipo continúa buscando galaxias similares en el universo temprano. Al comparar las observaciones con simulaciones por computadora, los científicos pueden probar si las teorías actuales sobre la formación de galaxias se sostienen.
“Hay simulaciones que predicen que habrá un número muy pequeño de estas galaxias no rotativas en el universo primitivo, pero esperan que sean bastante raras. Y esta es una manera de probar estas simulaciones y descubrir qué tan comunes son, y luego darnos información sobre si estas teorías de la evolución son correctas”.
Otros coautores del artículo son: Brian C. Lemax, UC Davis y Gemini Observatory, Hawaii; Adam Muzin y Adit H. Edward, Universidad de York, Toronto; Danilo Marchesini, Richard Pan y Nehir Ozden, Universidad de Tufts; Jacqueline Antwi-Danso, Universidad de Toronto; Wenjun Chang, UC Riverside; MC Cooper y Stephanie M. Urbano Stawinski, UC Irvine; Percy Gómez, Observatorio WM Keck, Kamuela, Hawaii; Lucas Kimig y Rhea-Sylvia Remus, Ludwig-Maximilians-Universität München, Alemania; Ian McConachie, Universidad de Wisconsin-Madison; Alison Noble, Universidad Estatal de Arizona; y Gillian Wilson y ME Wisz, UC Merced.
La investigación fue apoyada por subvenciones de la NASA, el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial y la Fundación Nacional de Ciencias.
