ASTRONOMÍA. Galaxia similar a la Vía Láctea encontrada en el universo primitivo

Galaxia similar a la Vía Láctea encontrada en el universo primitivo, James Webb

 

Representación artística de la galaxia espiral barrada ceers-2112, observada en el universo temprano. La Tierra se refleja en una burbuja ilusoria que rodea la galaxia, recordando la conexión entre la Vía Láctea y ceers-2112. Fuente: Luca Costantin/CAB/CSIC-INTA

Utilizando el telescopio espacial James Webb, un equipo internacional, incluido el astrónomo Alexander de la Vega de la Universidad de California en Riverside, ha descubierto la galaxia espiral barrada más distante similar a la Vía Láctea que se ha observado hasta la fecha.

10 noviembre 2023.- Hasta ahora se creía que las galaxias espirales barradas como la Vía Láctea no podrían observarse antes de que el universo, cuya edad se estima en 13.800 millones de años, alcanzara la mitad de su edad actual.

La investigación, publicada en Nature esta semana , fue dirigida por científicos del Centro de Astrobiología de España.

"Esta galaxia, llamada Ceers-2112, se formó poco después del Big Bang", dijo el coautor de la Vega, investigador postdoctoral en el Departamento de Física y Astronomía. 

El hallazgo de Ceers-2112 muestra que las galaxias en el universo primitivo podrían estar tan ordenadas como la Vía Láctea. Esto es sorprendente porque las galaxias eran mucho más caóticas en el universo primitivo y muy pocas tenían estructuras similares a las de la Vía Láctea.

Ceers-2112 dispone de un bar en su centro. De la Vega explicó que una barra galáctica es una estructura formada por estrellas dentro de galaxias. Las barras galácticas se parecen a las barras de nuestra vida cotidiana, como una barra de chocolate. Es posible encontrar barras en galaxias no espirales, afirmó, pero son muy raras.

"Casi todas las barras se encuentran en galaxias espirales", dijo de la Vega, quien se unió a la UCR el año pasado después de recibir su  en astronomía en la Universidad Johns Hopkins. "La barra en Ceers-2112 sugiere que las galaxias maduraron y se ordenaron mucho más rápido de lo que pensábamos anteriormente, lo que significa que algunos aspectos de nuestras teorías sobre la formación y evolución de las galaxias necesitan revisión".

La comprensión previa de los astrónomos sobre la evolución de las galaxias era que se necesitaban varios miles de millones de años para que las galaxias se ordenaran lo suficiente como para desarrollar barras.

"El descubrimiento de Ceers-2112 muestra que puede ocurrir en sólo una fracción de ese tiempo, en aproximadamente mil millones de años o menos", dijo de la Vega.

Según él, se cree que las barras galácticas se forman en galaxias espirales con estrellas que giran de forma ordenada, como lo hacen en la Vía Láctea.

En tales galaxias, las barras pueden formarse espontáneamente debido a inestabilidades en la estructura espiral o efectos gravitacionales de una galaxia vecina. En el pasado, cuando el universo era muy joven, las galaxias eran inestables y caóticas. Se pensaba que las barras no podían formarse ni durar mucho en las galaxias del universo temprano.

Se espera que el descubrimiento de Ceers-2112 cambie al menos dos aspectos de la astronomía.

En primer lugar, los modelos teóricos de formación y evolución de galaxias deberán tener en cuenta que algunas galaxias se vuelven lo suficientemente estables como para albergar barras en una etapa muy temprana de la historia del universo. Es posible que estos modelos necesiten ajustar la cantidad de materia oscura que compone las galaxias en el universo temprano, ya que se cree que la materia oscura afecta la velocidad a la que se forman las barras. 

En segundo lugar, el descubrimiento de Ceers-2112 demuestra que se pueden detectar estructuras como las barras cuando el universo era muy joven. Esto es importante porque las galaxias en el pasado distante eran más pequeñas de lo que son ahora, lo que hace que encontrar barras sea más difícil. El descubrimiento de Ceers-2112 allana el camino para que se descubran más barras en el universo joven.

El Dr. de la Vega ayudó al equipo de investigación estimando el corrimiento al rojo y las propiedades de Ceers-2112. También contribuyó a la interpretación de las medidas. "El corrimiento al rojo es una propiedad observable de una galaxia que indica qué tan lejos está y qué tan atrás en el tiempo se ve la galaxia, lo cual es una consecuencia de la velocidad finita de la luz", dijo.

Lo que más sorprendió a De la Vega sobre el descubrimiento de Ceers-2112 es lo bien que se podían limitar las propiedades de su barra.

"Al principio pensé que detectar y estimar las propiedades de las barras en galaxias como ceers-2112 estaría plagado de incertidumbres en las mediciones", dijo. "Pero el poder del telescopio espacial James Webb y la experiencia de nuestro equipo de investigación nos ayudaron a imponer fuertes limitaciones al tamaño y la forma de la barra".

Más información: Luca Costantin et al, A Milky Way-like barred spiral galaxy at a redshift of 3, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06636-x

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