Utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), astrónomos han captado la visión más detallada hasta la fecha de cómo se formaron las galaxias tan solo unos cientos de millones de años después del Big Bang, y han descubierto que eran mucho más caóticas y desordenadas que las que vemos hoy.
El equipo, dirigido por investigadores de la Universidad de Cambridge, analizó más de 250 galaxias jóvenes que existieron cuando el universo tenía entre 800 millones y 1500 millones de años. Al estudiar el movimiento del gas dentro de estas galaxias, los investigadores descubrieron que la mayoría eran sistemas turbulentos y aglomerados que aún no se habían asentado en discos giratorios suaves como nuestra Vía Láctea.
Sus hallazgos, publicados en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, sugieren que las galaxias gradualmente se volvieron más tranquilas y ordenadas a medida que el universo evolucionó. Sin embargo, en el universo primitivo, la formación estelar y las inestabilidades gravitacionales generaron tanta turbulencia que muchas galaxias tuvieron dificultades para asentarse.
«No solo observamos unos pocos valores atípicos espectaculares; esta es la primera vez que podemos observar una población completa a la vez», afirmó la primera autora, Lola Danhaive, del Instituto Kavli de Cosmología de Cambridge. «Encontramos una enorme variación: algunas galaxias están comenzando a establecer una rotación ordenada, pero la mayoría aún se encuentran en estado caótico, con gas inflado y moviéndose en todas direcciones».
Los investigadores utilizaron el instrumento NIRCam del JWST en un «modo grism», poco utilizado, que captura la tenue luz del gas hidrógeno ionizado en galaxias distantes. Danhaive escribió un nuevo código para desentrañar los datos del grism, comparándolos con imágenes de otros sondeos del JWST para medir el movimiento del gas dentro de cada galaxia.
«Resultados anteriores sugerían la formación muy temprana de discos masivos y bien ordenados, lo cual no encajaba con nuestros modelos», afirmó el coautor Dr. Sandro Tacchella, del Instituto Kavli y el Laboratorio Cavendish. Pero al observar cientos de galaxias con masas estelares menores en lugar de solo una o dos, vemos el panorama general, y es mucho más acorde con la teoría. Las galaxias primitivas eran más turbulentas, menos estables y crecieron mediante frecuentes fusiones y estallidos de formación estelar.
Este trabajo ayuda a cerrar la brecha entre la época de reionización y el llamado mediodía cósmico, cuando la formación estelar alcanzó su punto máximo, afirmó Danhaive, quien también trabaja en el Laboratorio Cavendish. Muestra cómo los componentes básicos de las galaxias pasaron gradualmente de cúmulos caóticos a estructuras ordenadas, y cómo se formaron galaxias como la Vía Láctea.
Los resultados muestran cómo el JWST permite a los científicos estudiar la dinámica galáctica a una escala que antes era imposible. Estudios futuros buscarán combinar estos hallazgos con observaciones de gas y polvo fríos para obtener una visión más completa de cómo se formaron las galaxias primitivas.
Esto es solo el comienzo, concluyó Tacchella. «Con más datos, podremos rastrear cómo estos sistemas turbulentos crecieron y se convirtieron en las elegantes espirales que vemos hoy».
Con información de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
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