La sorprendente historia de KK153: una galaxia enana ultradébil y rica en gas
Oculta entre las sombras del cosmos, KK153 es una galaxia diminuta que desafía las reglas del universo. Su existencia plantea un enigma sobre los orígenes de la materia y el destino de las galaxias más frágiles.
Por Enrique Coperías
Así se imagina la IA DALL-E la galaxia enana ultradébi KK153, que se encuentra a unos dos millones de años luz.
En las profundidades del universo cercano o local, esto es, la región del cosmos más próxima a nosotros, que incluye la Vía Láctea, sus galaxias vecinas y el Grupo Local, hasta unos 10 millones de años luz de distancia, un equipo de investigadores chinos han descubierto una diminuta galaxia que desafía lo que creíamos saber sobre la formación de estructuras en el cosmos.
Se trata de KK153, una galaxia enana ultradébil (UFD), rica en gas y con características que podrían replantear algunas teorías sobre cómo evolucionó el universo en sus primeras etapas.
Este descubrimiento fue posible gracias al radiotelescopio esférico de quinientos metros de apertura (FAST, por sus siglas en inglés) FAST, que mira la cielo desde una cuenca natural de Da Wo Dang (China). El equipo utilizó este coloso para llevar a cabo una búsqueda de emisiones de hidrógeno neutro (H I), el gas más abundante del universo y la materia prima de las estrellas.
Lo que encontraron fue una nube de gas aislada con una velocidad peculiar, que resultó estar asociada a un objeto ópticamente casi invisible: la galaxia KK153.
¿Qué es una galaxia enana ultradébil?
Las galaxias UFD son auténticas reliquias cósmicas. Se caracterizan por tener muy pocas estrellas (menos de cien mil veces la masa del Sol) y una cantidad considerable de materia oscura. Son muy pobres en metales —es decir, elementos más pesados que el helio— y se consideran fósiles del universo primitivo.
Hasta hace poco, todas las galaxias enanas ultradébiles conocidas se consideraban muertas: no contenían gas y no formaban nuevas estrellas. Solo tres excepciones habían sido identificadas con gas: Leo T, Leo P y Pisces A. Las dos primeras, en las constelación de Leo; y la tercera, en la de Piscis.
KK153 se une ahora a este grupo exclusivo, pero con un giro interesante: a diferencia de las otras, muestra una estructura en rotación bien definida, lo que sugiere que podría ser la galaxia de disco rica en gas más pequeña descubierta hasta ahora..
El hallazgo con FAST, el telescopio más grande del mundo
Durante un nuevo sondeo con el radiotelescopio FAST, el equipo de astrónomos detectó una débil señal de gas en movimiento a unos 127 km/s, una velocidad típica para galaxias del Grupo Local, esto es, el conjunto de galaxias en el que se encuentra la Vía Láctea.
Al observar imágenes ópticas del mismo punto del cielo, los científicos identificaron un débil resplandor coincidente con la posición de la nube de gas: era KK153, una galaxia que hasta entonces no tenía datos relevantes registrados.
Analizando la emisión de hidrógeno, los astrónomos pudieron mapear la forma y estructura de la galaxia. Observaron un disco de gas compacto, más extenso que el disco óptico visible, lo que indica que la mayoría de sus estrellas están enterradas en una nube de hidrógeno mucho más grande.
Además, la señal del gas mostró una curiosa firma: un perfil con dos componentes, una fría (∼200 K) y otra cálida (∼7400 K). Este tipo de medio interestelar de dos fases se ha observado en otras pequeñas galaxias con formación estelar activa, y sugiere que KK153 tiene el potencial para formar nuevas estrellas.
La galaxia KK153, dominada por la materia oscura
Usando la relación de Tully-Fisher bariónica, que vincula la velocidad de rotación de una galaxia con su masa total visible, el equipo estimó que KK153 se encuentra a unos dos millones de años luz, es decir, dentro del entorno del Grupo Local de galaxias.
Desde esa distancia, calcularon que la masa estelar de KK153 es de unas 410.000 veces la del Sol, y su masa en hidrógeno neutro (H I) es similar, con una proporción gas/estrellas de 1.3. Esto significa que casi dos tercios de la materia visible de la galaxia está en forma de gas, una cifra muy alta que confirma su naturaleza rica en gas.
También estimaron su masa dinámica total —la suma de materia visible y oscura— en casi 70 millones de masas solares, unas 60 veces más que la materia bariónica. Es decir, la galaxia está dominada por materia oscura, algo esperado pero notable en un objeto tan pequeño.
Imágenes de la galaxia enana ultradébil KK q53 obtenidas por el radiotelescopio chino FAST. Crédito: arXiv (2025).
Una formación «de fuera hacia dentro»
Uno de los aspectos más fascinantes del estudio, que ha sido publicado en el servidor de preimpresiones arXiv, es el análisis del color de las estrellas en KK153. Usando imágenes de alta calidad, los investigadores detectaron una distribución ordenada: las estrellas rojas, más viejas, se encuentran en la periferia del disco, mientras que las estrellas azules, más jóvenes, están concentradas en el centro.
Este reparto sugiere que la galaxia ha formado estrellas «de fuera hacia dentro», una tendencia que también se ha observado en otras galaxias de baja masa.
En imágenes del infrarrojo cercano (W1 del telescopio espacial WISE), los astrónomos identificaron estrellas evolucionadas que aún muestran colores azules, lo que implica que la formación estelar en KK153 es relativamente reciente y que aún hay actividad en su interior.
Un desafío para la teoría de la reionización cósmica
Según el modelo estándar del universo, durante la época de la reionización —cuando las primeras estrellas y galaxias calentaron y despejaron el hidrógeno del universo—, muchas galaxias pequeñas deberían haber quedado apagadas, sin gas suficiente para formar nuevas estrellas. Este proceso habría afectado especialmente a halos de materia oscura con masas menores a mil millones de veces la masa solar.
KK153, con una masa mucho menor que este umbral, no encaja bien en esa predicción. No solo contiene gas, sino que lo mantiene a pesar de tener una densidad superficial por debajo del límite considerado crítico para protegerlo de la radiación ultravioleta de fondo.
Esto sugiere que el impacto de la reionización puede haber sido más limitado de lo que se pensaba, al menos para algunos entornos o configuraciones galácticas.
Un desafío a la reionización cósmica
En palabras de Jin Long Xu y sus colegas de los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia China de Ciencias, el descubrimiento de KK153 no solo amplía la familia de galaxias enanas ultradébiles ricas en gas, sino que también proporciona una valiosa oportunidad para entender cómo sobreviven y evolucionan estos objetos frágiles en un universo a menudo hostil para ellos.
Su existencia pone en entredicho algunas predicciones clave de la cosmología moderna, especialmente sobre la reionización cósmica —una etapa temprana del universo en la que la luz de las primeras estrellas y galaxias volvió a ionizar el hidrógeno, haciendo el universo transparente a la luz— y la formación de galaxias pequeñas.
Gracias a la sensibilidad sin precedentes del telescopio FAST, los astrónomos han abierto una nueva ventana al estudio de estos fósiles galácticos, y KK153 podría ser solo el primero de muchos que aún permanecen escondidos en los rincones oscuros del cosmos. ▪️
Fuente: Jin-Long Xu et al. FAST Discovery of A Gas-rich and Ultra-faint Dwarf Galaxy: KK153. arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2503.08999
