Utilizando el telescopio espacial James Webb, un equipo internacional de astrónomos dirigido por la Universidad de Cambridge ha descubierto una galaxia "muerta" de cuando el universo tenía sólo 700 millones de años, la galaxia más antigua jamás observada.
© Tobias J Looser et al.Galaxia 'muerta' Jades-GS-z7-01-QU
Los resultados, publicados en la revista Nature, podrían ser importantes para ayudar a los astrónomos a comprender cómo y por qué las galaxias dejan de formar nuevas estrellas, y si los factores que afectan la formación de estrellas han cambiado a lo largo de miles de millones de años.
"Los primeros cientos de millones de años del universo fueron una fase muy activa, con muchas nubes de gas colapsando para formar nuevas estrellas", dijo Tobias Looser del Instituto Kavli de Cosmología, primer autor del artículo. "Las galaxias necesitan un rico suministro de gas para formar nuevas estrellas, y el universo primitivo era como un buffet libre".
"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", dijo el coautor Dr. Francesco D'Eugenio, también del Instituto Kavli de Cosmología.
Los astrónomos creen que la formación de estrellas puede ralentizarse o detenerse por diferentes factores, todos los cuales privarán a una galaxia del gas que necesita para formar nuevas estrellas. Los factores internos, como un agujero negro supermasivo o la retroalimentación de la formación estelar, pueden expulsar gas de la galaxia, provocando que la formación estelar se detenga rápidamente. Alternativamente, el gas puede consumirse muy rápidamente durante la formación de estrellas, sin ser reabastecido rápidamente por gas fresco de los alrededores de la galaxia, lo que provocaría la inanición de la galaxia.
"No estamos seguros de si alguno de esos escenarios puede explicar lo que hemos visto ahora con el Webb", dijo el coautor Profesor Roberto Maiolino. "Hasta ahora, para comprender el universo primitivo, hemos utilizado modelos basados en el universo moderno. Pero ahora que podemos mirar 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".
Utilizando datos de JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey), los astrónomos determinaron que esta galaxia experimentó un corto e intenso período de formación estelar durante un período de entre 30 y 90 millones de años. Pero entre 10 y 20 millones de años antes del momento en que se observó con el telescopio espacial Webb, la formación estelar se detuvo repentinamente.
"Todo parece suceder más rápido y más dramáticamente en el universo temprano, y eso podría incluir galaxias que pasan de una fase de formación estelar a una fase inactiva o apagada", dijo Looser.
Los astrónomos han observado previamente galaxias muertas en el universo primitivo, pero esta galaxia es la más antigua hasta ahora: sólo 700 millones de años después del Big Bang, hace más de 13 mil millones de años. Esta observación es una de las más profundas realizadas hasta ahora con el Webb.
Además de ser la más antigua, esta galaxia también tiene una masa relativamente baja, aproximadamente la misma que la Pequeña Nube de Magallanes (SMC), una galaxia enana cercana a la Vía Láctea, aunque en la SMC todavía se están formando nuevas estrellas. Otras galaxias apagadas en el universo primitivo han sido mucho más masivas, pero la sensibilidad mejorada del Webb permite observar y analizar galaxias más pequeñas y más débiles.
Los astrónomos dicen que, aunque parece muerta en el momento de la observación, es posible que en los aproximadamente 13 mil millones de años transcurridos desde entonces, esta galaxia haya vuelto a la vida y haya comenzado a formar nuevas estrellas nuevamente.
"Estamos buscando otras galaxias como ésta en el universo temprano, lo que nos ayudaría a establecer algunas limitaciones sobre cómo y por qué las galaxias dejan de formar nuevas estrellas", dijo D'Eugenio. "Podría darse el caso de que las galaxias en el universo primitivo 'mueran' y luego vuelvan a la vida; necesitaremos más observaciones para ayudarnos a descubrirlo".
La investigación fue apoyada en parte por el Consejo Europeo de Investigación, la Royal Society y el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas (STFC), que forma parte de Investigación e Innovación del Reino Unido (UKRI).
Sarah Collins es la Gerente de Comunicaciones (Investigación) Responsable de: Facultad de Tecnología, Facultad de Ciencias Físicas de la Universidad de CambridgeReferencia: Tobias J Looser et al. 'Una galaxia recientemente extinguida 700 millones de años después del Big Bang' Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07227-0
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