Los astrónomos, utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), han obtenido la visión más clara hasta el momento de cómo se unieron las galaxias apenas unos cientos de millones de años después del Big Bang. Sus observaciones revelan que estas primeras galaxias eran mucho más caóticas y turbulentas que las elegantes espirales que vemos hoy en todo el cosmos.
Dirigido por investigadores de la Universidad de Cambridge, el equipo examinó más de 250 galaxias jóvenes que abarcaban la edad del universo entre 800 millones y 1.500 millones de años. Al rastrear el movimiento del gas dentro de estos sistemas, descubrieron que la mayoría están llenos de acumulaciones de gas y estrellas, en lugar de discos giratorios, suaves y altamente inestables, como se ve en galaxias maduras como la Vía Láctea.
Del caos cósmico al orden
Resultados, publicados Boletín mensual de la Real Sociedad Astronómicasugiere que las galaxias pasaron gradualmente de estructuras caóticas a estables a medida que el universo evolucionaba. Al principio de la historia del universo, la intensa formación estelar y las fuerzas gravitacionales agitaron el gas tan violentamente que muchas galaxias lucharon por establecer una rotación estable.
“No sólo vemos unos pocos valores atípicos espectaculares: esta es la primera vez que hemos podido observar una población entera a la vez”, dijo la primera autora Lola Danhive del Instituto Kavli de Cosmología en Cambridge. “Encontramos enormes variaciones: algunas galaxias están empezando a girar de forma ordenada, pero la mayoría todavía son caóticas, están hinchadas de gas y se mueven en todas direcciones”.
Para sondear estas galaxias distantes, los investigadores utilizaron el instrumento NIRCam de JWST en un “modo Grissom” especial que registra la luz tenue del gas hidrógeno ionizado. DanHive desarrolló un nuevo software para decodificar los datos complejos, vinculándolos con imágenes de otros estudios del JWST para rastrear cómo se mueve el gas dentro de cada galaxia.
“Los resultados anteriores sugirieron que se formaron discos masivos y bien formados muy temprano, lo que no se ajusta a nuestro modelo”, dijo el coautor Dr. Sandro Tachella del Instituto Kavli y el Laboratorio Cavendish. “Pero al observar cientos de galaxias con masas estelares bajas en lugar de una o dos, vemos el panorama más amplio, y es consistente con la teoría. Las primeras galaxias eran más turbulentas, menos estables y crecían a través de frecuentes fusiones y estallidos de formación estelar”.
Uniendo la Era Cósmica
“Este trabajo ayuda a cerrar la brecha entre la época de renovación y el llamado mediodía cósmico, cuando la formación estelar alcanzó su punto máximo”, dijo Danhive, quien también está asociado con el Laboratorio Cavendish. “Muestra cómo los componentes básicos de las galaxias se transforman gradualmente de grupos caóticos a estructuras ordenadas y cómo se forman galaxias como la Vía Láctea”.
El estudio destaca cómo JWST está permitiendo a los astrónomos estudiar la dinámica de las galaxias con un nivel de detalle sin precedentes. Investigaciones futuras combinarán estos hallazgos con observaciones de gas y polvo fríos para lograr una comprensión más completa de cómo se unieron las primeras galaxias del universo.
“Esto es sólo el comienzo”, dijo Tachella. “Con más datos, podremos rastrear cómo estos sistemas turbulentos crecieron y se convirtieron en las elegantes espirales que vemos hoy”.
La investigación contó con el apoyo de la Royal Society, la Unión Europea y el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas (STFC), parte de Investigación e Innovación del Reino Unido (UKRI). JWST es una colaboración internacional entre la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense (CSA). Los datos fueron recopilados por el JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Sandro Tacchella es miembro del St Edmund’s College de Cambridge y estudiante de doctorado en el Centro Lola Danhive de Formación Doctoral (CDT) en Ciencia Intensiva de Datos.
