Las teorías de formación de las galaxias y la naturaleza de la materia oscura pueden cambiar tras observarse una población estelar mayor que la Vía Láctea de hace más de 11.000 millones de años. Un artículo publicado en Nature detalla los hallazgos utilizando nuevos datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST).
Los resultados encuentran que una galaxia masiva en el universo temprano, observada hace 11.500 millones de años (un corrimiento al rojo cósmico de 3,2), tiene una población de estrellas extremadamente antigua formada mucho antes: 1.500 millones de años antes (un corrimiento al rojo de alrededor de 11).
La observación trastoca los modelos actuales, ya que no se ha acumulado materia oscura en concentraciones suficientes para sembrar su formación.
El profesor Karl Glazebrook de la Universidad Tecnológica de Swinburne dirigió el estudio y el equipo internacional, que utilizó el JWST para observaciones espectroscópicas de esta enorme galaxia inactiva.
"Hemos estado persiguiendo esta galaxia en particular durante siete años --dijo en un comunicado--y pasamos horas observándola con los dos telescopios más grandes de la Tierra (Keck y VLT) para determinar su edad. Pero era demasiado roja y demasiado débil, y no pudimos medirla. Al final, tuvimos que salir de la Tierra y usar el JWST para confirmar su naturaleza".
Galaxias
La formación de galaxias es un paradigma fundamental que sustenta la astrofísica moderna y predice una fuerte disminución en el número de galaxias masivas en los primeros tiempos cósmicos. Se han observado galaxias inactivas extremadamente masivas entre uno y dos mil millones de años después del Big Bang, lo que desafía los modelos teóricos anteriores.
El Dr. Themiya Nanayakkara, que dirigió el análisis espectral de los datos del JWST, dice: "Ahora vamos más allá de lo que era posible para confirmar los monstruos inactivos masivos más antiguos que existen en las profundidades del universo. Esto amplía los límites de nuestra comprensión actual de cómo las galaxias se forman y evolucionan. La pregunta clave ahora es cómo se forman tan rápido y tan temprano en el universo, y qué mecanismos misteriosos conducen a impedir que formen estrellas abruptamente cuando el resto del universo lo hace".
Materia oscura
La profesora asociada Claudia Lagos del nodo del Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía (ICRAR) de la Universidad de Australia Occidental fue crucial en el desarrollo del modelado teórico de la evolución de las concentraciones de materia oscura para el estudio.
"La formación de galaxias depende en gran medida de cómo se concentra la materia oscura", dice.
"Tener estas galaxias extremadamente masivas tan temprano en el universo plantea desafíos importantes para nuestro modelo estándar de cosmología. Esto se debe a que no creemos que estructuras de materia oscura tan masivas como para albergar estas galaxias masivas hayan tenido tiempo de formarse todavía".
Glazebrook espera que esto pueda ser una nueva apertura para nuestra comprensión de la física de la materia oscura, afirmando: "JWST ha estado encontrando evidencia cada vez mayor de galaxias masivas que se forman temprano en el tiempo. Este resultado establece un nuevo récord para este fenómeno. Aunque es muy sorprendente. Es sólo un objeto. Pero esperamos encontrar más, y si lo hacemos, esto realmente alterará nuestras ideas sobre la formación de galaxias".
