¿Una galaxia ‘muerta’? ¿Qué es esto exactamente? Los astrónomos se refieren a ella como una galaxia muerta porque la producción de estrellas se detuvo en un abrir y cerrar de ojos a escala astronómica, casi un James Dean del cosmos. Sin embargo… parece que su ‘muerte’ podría desafiar la cosmología ya que, y aquí es donde ha dejado a los astrónomos desconcertados, su existencia desafía la explicación de nuestro conocimiento actual del cosmos primitivo.
James Webb ha descubierto una vieja galaxia que vivió rápido y murió joven.
Un hallazgo un tanto insólito
Todo esto sucedió cuando el universo tenía apenas 700 millones de años; en esta etapa en la que el universo era muy joven todo era también bastante dramático y misterioso (cualquier parecido con la realidad humana es pura coincidencia). Los científicos aún no comprenden del todo estas primeras etapas o primeros años cósmicos y, como ya nos tiene acostumbrados el universo, cuanto más sabemos, más preguntas nos surgen y nuevos misterios se añaden al rompecabezas cósmico. Esta enigmática galaxia es uno de ellos.
Inicialmente, los astrónomos usaron el codiciado telescopio James Webb (del que ya sabemos que está tan desbordado que apenas 1 de cada 9 peticiones de uso podrá ser aceptada para su tercer ciclo), para observar las profundidades del universo y captar destellos de esta galaxia que cesó la formación de estrellas hace más de 13.000 millones de años (recordemos que el universo surgió hace unos 13.800 millones de años).
Los astrónomos utilizaron la poderosa visión infrarroja del James Webb para mirar a través del espeso velo de polvo que oscurece los primeros objetos del universo. Aquí fue cuando se toparon con la galaxia JADES-GS-z7-01-QU que paró repentinamente -y podríamos decir, al menos por el momento, que misteriosamente-, su formación de estrellas en un momento en el que incontables estrellas estaban naciendo gracias a la plétora de gas y polvo cósmico que había en otras partes del universo. Por lo general, se espera que las galaxias reduzcan gradualmente su actividad de formación de estrellas después de tantos años. Entonces, ¿por qué detuvo su creación como fábrica de estrellas tan abruptamente en ese momento del universo primordial? Los científicos lo desconocen.
Imagen JWST en otro color de una pequeña fracción del campo GOODS South
El universo primitivo, un festín de estrellas
Hasta ese momento, entre 10 y 20 millones de años antes de la observación de James Webb, la formación estelar era intensísima -al igual que en las otras regiones del universo-; esto duró poco, unos 30-90 millones de años hasta que paró abruptamente.
«Comprender cómo se regula y se detiene la formación de estrellas en las galaxias es uno de los principales problemas abiertos en la astrofísica moderna», escribieron los investigadores en su estudio publicado en la revista Nature. La investigación ha sido llevada a cabo por un equipo internacional de astrónomos liderados por la Universidad de Cambridge.
La formación de estrellas se produjo de forma rápida y abrupta
Estos hallazgos podrían ser cruciales para ayudar a los astrónomos en su búsqueda por comprender los procesos y las razones detrás del cese de la formación estelar de las galaxias, así como si estos procesos han evolucionado o no a lo largo de miles de millones de años.
«Las galaxias necesitan un rico suministro de gas para formar nuevas estrellas, y el universo primitivo era como un buffet de todo lo que puedas comer», apuntó Tobias Looser del Instituto Kavli de Cosmología, y coautor del trabajo. «Sólo más tarde en el universo empezamos a ver que las galaxias dejan de formar estrellas, ya sea debido a un agujero negro o a otra cosa», comentó Francesco D’Eugenio, del Instituto Kavli de Cosmología en el comunicado de prensa sobre la investigación.
Por tanto, los modelos cosmológicos actuales no pueden explicar cómo esta galaxia recién descubierta no sólo tomó forma menos de 1.000 millones de años después del Big Bang, sino que también cerró su fábrica de estrellas tan rápidamente.
Los primeros cientos de millones de años del universo fueron una fase muy activa
¿Explicación?
El equipo ha propuesto varias explicaciones de por qué esta galaxia ha dejado de formar nuevas estrellas. Una es que la formación de estrellas agotara velozmente el gas y la galaxia no pudiera reponerlo a tiempo; otra, es que podría haber un agujero negro supermasivo en el corazón de la galaxia y sus chorros energéticos habrían barrido el gas, impidiendo el nacimiento de nuevas estrellas.
«No estamos seguros de si alguno de esos escenarios puede explicar lo que hemos visto ahora con Webb», aclaró Roberto Maiolino, coautor del estudio. “Hasta ahora, para comprender el universo primitivo, hemos utilizado modelos basados en el universo moderno. Pero ahora que podemos ver mucho más atrás en el tiempo y observar que la formación estelar se extinguió tan rápidamente en esta galaxia, es posible que sea necesario revisar los modelos basados en el universo moderno”.
Aunque los astrónomos ya habían encontrado antes galaxias ‘muertas’ en el universo esta es la más antigua y la más intrigante de todas. Tal y como han apuntado los investigadores, serán necesarias más observaciones para ayudar a resolver este nuevo acertijo.
La galaxia muerta ha sido bautizada como JADES-GS-z7-01-QU
Referencias:
- Looser, T.J., D’Eugenio, F., Maiolino, R. et al. A recently quenched galaxy 700 million years after the Big Bang. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07227-0
