Gracias a las recientes mejoras en los telescopios espaciales y terrestres, los astrónomos han podido investigar más profundamente en el Universo que nunca antes. Al mirar miles de millones de años atrás en el tiempo, podemos probar nuestras teorías sobre la historia de la formación y evolución galáctica. Desafortunadamente, estudiar el Universo muy temprano es una tarea desalentadora y que está más allá de las capacidades de nuestros instrumentos actuales.
Pero al combinar el poder del telescopio espacial Hubble con una técnica conocida como lente gravitacional, un equipo de astrónomos realizó el primer descubrimiento de una galaxia compacta que dejó de hacer estrellas unos pocos miles de millones de años después del Big Bang. El descubrimiento de tal galaxia existente tan temprano en el Universo no tiene precedentes y representa un gran desafío para las teorías de cómo se forman y evolucionan las galaxias masivas.
Sus hallazgos se informaron en un estudio titulado "Una galaxia masiva y muerta en el universo temprano", que apareció en la edición del 22 de junio de la revista Naturaleza.Como se indica en el estudio, el equipo se basó en datos del Hubble que combinaron con lentes gravitacionales, donde un grupo masivo de galaxias amplía y estira las imágenes de galaxias más distantes más allá de ellas, para estudiar la galaxia distante conocida como MACS 2129-1.
Lo que encontraron fue completamente inesperado. Dada la edad de la galaxia, que data de solo tres mil millones de años después del Big Bang, esperaban ver una bola caótica de estrellas que se formaban debido a la fusión de las primeras galaxias. En cambio, notaron que la galaxia, que tenía forma de disco (como la Vía Láctea), estaba efectivamente muerta, lo que significa que la formación de estrellas ya había cesado dentro de ella.
Esto fue una sorpresa, ya que los astrónomos no esperaban ver esto tan temprano en el Universo. Además, fue la primera vez que se obtuvo evidencia directa que muestra cómo al menos algunas de las primeras galaxias "muertas" del Universo evolucionaron de objetos en forma de disco para convertirse en las galaxias elípticas gigantes que vemos regularmente en la revista Space. .
Como explicó Sune Toft, investigadora del Centro de Cosmología Oscura del Instituto Niels Bohr y autora principal del estudio, esto puede obligar a repensar cómo evolucionaron las galaxias en el Universo temprano:
"Esta nueva visión puede obligarnos a repensar todo el contexto cosmológico de cómo las galaxias se queman temprano y evolucionan a galaxias locales de forma elíptica. Quizás hemos sido ciegos ante el hecho de que las primeras galaxias" muertas "podrían de hecho ser discos, simplemente porque no hemos podido resolverlos ".
En estudios anteriores, se suponía que las galaxias muertas distantes tenían una estructura similar a las galaxias elípticas locales en las que eventualmente evolucionaron. Antes de este estudio, la confirmación de esta hipótesis no era posible ya que los instrumentos actuales no son lo suficientemente potentes como para ver tan lejos en el espacio. Pero al combinar el poder de la lente gravitacional con la alta resolución del Hubble, Toft y su equipo pudieron ver claramente esta galaxia muerta.
Combinando mediciones de velocidad de rotación del Very Large Telescope (VLT) de ESO con datos de archivo de la encuesta Cluster Lensing And Supernova con Hubble (CLASH), pudieron determinar el tamaño de la galaxia, la masa y la edad, así como su (difunto) ) tasa de formación de estrellas. Finalmente, descubrieron que la galaxia remota es tres veces más grande que la Vía Láctea, aunque solo la mitad de su tamaño, y gira más del doble de rápido.
Todavía se desconoce por qué esta galaxia dejó de formar estrellas, y requerirá encuestas de seguimiento utilizando instrumentos más sofisticados. Pero mientras tanto, hay algunas teorías posibles. Por ejemplo, podría ser el resultado de un núcleo galáctico activo, donde un agujero negro supermasivo en el centro de MACS 2129-1 inhibió la formación de estrellas al calentar el gas de la galaxia y expulsarlo de la galaxia.
O puede ser el resultado de la emisión de gas frío al centro de la galaxia, donde se calentó y comprimió rápidamente, evitando así que se enfríe y forme nubes formadoras de estrellas. Pero cuando se trata de cómo este tipo de galaxias muertas tempranas podrían haber conducido a las galaxias elípticas que vemos hoy, Toft y sus colegas creen que saben la respuesta. Como explicó, podría ser a través de fusiones:
“Si estas galaxias crecen fusionándose con compañeros menores, y estos compañeros menores vienen en grandes cantidades y desde todo tipo de ángulos diferentes a la galaxia, esto eventualmente aleatorizaría las órbitas de las estrellas en las galaxias. También podrías imaginar grandes fusiones. Esto definitivamente también destruiría el movimiento ordenado de las estrellas ".
En los próximos años, Toft y su equipo esperan aprovechar el Telescopio James Webb (que se lanzará en 2018) para buscar más galaxias muertas más tempranas, con la esperanza de que pueda arrojar luz sobre las preguntas no resueltas que este descubrimiento plantea. Y con la capacidad de explorar más profundamente en el espacio, los astrónomos anticipan que se revelará mucho más sobre el Universo temprano.
