Los astrónomos han visto, por primera vez, un núcleo galáctico denso que brilla con la luz de millones de estrellas recién nacidas en el universo primitivo.
El hallazgo arroja luz sobre cómo las galaxias elípticas, las grandes y pobres reuniones de estrellas más antiguas, pobres en gas, pueden haberse formado por primera vez en el universo primitivo. Es una pregunta que ha eludido a los astrónomos durante décadas.
El equipo de investigación descubrió por primera vez el núcleo galáctico compacto, denominado GOODS-N-774, en imágenes del telescopio espacial Hubble. Observaciones posteriores del Telescopio Espacial Spitzer, el Observatorio Espacial Herschel y el W.M. El Observatorio Keck ayudó a hacer de esto un verdadero hallazgo científico.
El núcleo se formó hace 11 mil millones de años, cuando el universo tenía menos de 3 mil millones de años. Aunque solo era una fracción del tamaño de la Vía Láctea, en ese momento ya contenía más del doble de estrellas que nuestra propia galaxia.
Las simulaciones teóricas sugieren que las galaxias elípticas gigantes se forman de adentro hacia afuera, con un gran núcleo que marca las primeras etapas de la formación. Pero la mayoría de las búsquedas de estos núcleos formadores han aparecido con las manos vacías, lo que lo convierte en una primera observación y un hallazgo fenomenal.
"Realmente no habíamos visto un proceso de formación que pudiera crear cosas tan densas", explicó la autora principal Erica Nelson de la Universidad de Yale en un comunicado de prensa. “Sospechamos que este proceso de formación de núcleos es un fenómeno exclusivo del universo primitivo porque el universo primitivo, en su conjunto, era más compacto. Hoy, el universo es tan difuso que ya no puede crear tales objetos ".
Además de determinar el tamaño de la galaxia a partir de las imágenes del Hubble, el equipo buscó en las imágenes archivadas de infrarrojo lejano de Spitzer y Herschel para calcular qué tan rápido la galaxia compacta está creando estrellas. Parece estar produciendo 300 estrellas por año, una tasa 30 veces mayor que la Vía Láctea.
La formación estelar frenética probablemente ocurre porque el núcleo galáctico se está formando en el interior de un pozo gravitacional de materia oscura. Su masa inusualmente alta atrae constantemente gas, lo comprime y provoca la formación de estrellas.
Pero estas explosiones de formación estelar crean polvo, que bloquea la luz visible. Esto ayuda a explicar por qué los astrónomos no han visto un núcleo tan distante antes, ya que pueden haberse perdido fácilmente en encuestas anteriores.
El equipo piensa que poco después del período de tiempo temprano que podemos ver, el núcleo dejó de formar estrellas. Probablemente se fusionó con otras galaxias más pequeñas, hasta que se transformó en una galaxia mucho más grande, similar a las galaxias elípticas más masivas y sedas que vemos hoy.
"Creo que nuestro descubrimiento resuelve la cuestión de si este modo de construir galaxias realmente ocurrió o no", dijo el coautor Pieter van Dokkum de la Universidad de Yale. "La pregunta ahora es, ¿con qué frecuencia ocurrió esto?"
El equipo sospecha que otros núcleos galácticos son abundantes, pero están escondidos detrás de su propio polvo. Los futuros telescopios infrarrojos, como el telescopio espacial James Webb, deberían poder encontrar más de estos primeros objetos.
El documento fue publicado el 27 de agosto en Nature y está disponible en línea.
