Hallada una galaxia similar a la Vía Láctea en el universo primitivo
Astrónomos descubren la galaxia espiral barrada más remota conocida hasta ahora. Se trata de Ceers-2112 y tiene una estructura similar a la Vía Láctea. Su desplazamiento al rojo la sitúa cuando el universo tenía solo 2.100 millones de años, lo que desafía el conocimiento previo sobre formación de galaxias.
Por el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)
Representación artística de la galaxia espiral barrada Ceers-2112, similar a la Vía Láctea, y con la Tierra reflejada en una burbuja a su alrededor, recordando la conexión entre ambas galaxias. / Luca Costantin (CAB, CSIC-INTA)
La edad actual del universo es de alrededor de 13.800 millones de años, y hasta ahora los científicos pensaban que la estructura de las galaxias espirales como nuestra galaxia, la Vía Láctea, no se consolidaba hasta que el cosmos tenía la mitad de su edad actual. “En contra de lo esperado, este descubrimiento revela que ya existían galaxias similares a la Vía Láctea hace 11.700 millones de años, cuando el universo tenía solo un 15 % de la edad actual”, afirma Luca Costantin, investigador postdoctoral del CSIC en el CAB de Madrid y autor principal del artículo.
Estudiando la estructura de galaxias a diferentes distancias (es decir, a diferentes edades del cosmos), los científicos tratan de reconstruir la historia de formación y evolución de la Vía Láctea. En el universo cercano, la mayoría de las galaxias espirales masivas muestran una estructura alargada en forma de barra en sus regiones centrales, al igual que nuestra propia galaxia.
Por el contrario, según las predicciones de los modelos teóricos, las condiciones físicas y dinámicas del universo primitivo no favorecen la formación de barras en las galaxias más jóvenes y distantes. Las barras galácticas tienen un papel fundamental en la evolución de las galaxias, ya que favore- cen la mezcla de elementos, lo cual es esencial para la formación de estrellas (como el Sol).
Las galaxias no siempre han sido como las observamos ahora.
“Las galaxias no siempre han sido como las observamos a nuestro alrededor, ya que varían su masa y estructura a lo largo de su vida. Aunque las galaxias barradas similares a la Vía Láctea son comunes en el universo cercano, hasta ahora creíamos que deberían ser extremadamente raras cuando observamos atrás en el tiempo”, señala Pablo G. Pérez González, investigador científico del INTA en el CAB de Madrid y segundo autor del artículo.
Desde el punto de vista observacional, hasta ahora el conocimiento sobre la morfología de las galaxias lejanas se ha basado principalmente en estudios realizados con el telescopio espacial Hubble, los cuales revelaban estructuras muy irregulares, resultado de posibles fusiones entre galaxias. Sin embargo, las extraordinarias capacidades del telescopio espacial James Webb (JWST) están revolucionando la astrofísica, desvelando que el universo lejano no es exactamente como los científicos esperaban.
“Con el telescopio espacial James Webb tenemos por primera vez la tecnología y la instrumentación necesarias para estudiar en detalle la morfología de galaxias muy lejanas. Investigar cómo las galaxias adquieren la estructura que las caracteriza hoy es esencial para comprender los procesos de formación y evolución”, indica Cristina Cabello, investigadora postdoctoral del Instituto de Física de Partículas y del Cosmos de la Universidad Complutense de Madrid (IPARCOS- UCM).
Un universo con solo 2.100 millones de años de edad.
Utilizando el JWST, el equipo liderado por el CAB ha descubierto una galaxia en el universo joven que ya cuenta con una de las estructuras más características de la Vía Láctea, la conocida como barra galáctica. La galaxia espiral barrada denominada ceers-2112 se encuentra a un desplazamiento al rojo de 3, es decir, cuando el universo tenía solo 2.100 millones de años, lo que desafía el conocimiento previo sobre formación de galaxias. El descubrimiento junto con el análisis detallado se ha publicado en la revista Nature.
“Ceers-2112 se considera una galaxia análoga a la Vía Láctea, ya que presenta una estructura espiral barrada y la misma masa que debía tener nuestra galaxia en ese instante del universo”, explica Luca Costantin. “Sorprendentemente, este hallazgo prueba que cuando el cosmos era aún muy joven la evolución de esta galaxia estaba dominada por los bariones (la materia ordinaria de la que estamos compuestos) y no por la materia oscura, aunque es más abundante”, añade Jairo Méndez Abreu, investigador de la Universidad de La Laguna.
La barra de la galaxia ceers-2112 ha sido identificada gracias al análisis de imágenes tomadas con el instrumento NIRCam del JWST. Los datos científicos se tomaron durante las observaciones del proyecto CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science, liderado por Steven L. Finkelstein de la Universidad de Texas, USA) dentro del Extended Groth Strip, una región del cielo ubicada entre las constelaciones de la Osa Mayor y el Boyero.
En el proyecto han participado 33 investigadores de 29 instituciones en 8 países. La barra ha sido detectada utilizando varios complejos métodos de análisis de estructuras, como el modelado de la luz de la galaxia a diferentes longitudes de onda o estudiando las variaciones espaciales de las componentes simétricas (el análisis de Fourier).
Información facilitada por el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)
Fuente: Costantin, L., Pérez-González, P.G., Guo, Y. et al. A Milky Way-like barred spiral galaxy at a redshift of 3. Nature (2023). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06636-x
