Primera galaxia en formación activa tan ligera como la joven Vía Láctea

El telescopio espacial James Webb ha detectado una galaxia que existió tan solo 600 millones de años tras el Big Bang con una masa similar a la de nuestra Vía Láctea en la misma etapa de desarrollo.

Otras galaxias que Webb ha detectado en este período de la historia del Universo son significativamente más masivas. Apodada como la Chispa de la Luciérnaga (Firefly Sparkle), esta galaxia brilla con cúmulos estelares (10 en total), cada uno de los cuales los investigadores examinaron en gran detalle, en un nuevo estudio publicado en Nature.

"No pensé que fuera posible resolver una galaxia que existió tan temprano en el Universo en tantos componentes distintos, y mucho menos descubrir que su masa es similar a la de nuestra propia galaxia cuando estaba en proceso de formación", dijo en un comunicado Lamiya Mowla, coautora principal del artículo y profesora adjunta en el Wellesley College en Massachusetts. "Hay tantas cosas sucediendo dentro de esta pequeña galaxia, incluidas tantas fases diferentes de formación estelar".

Webb pudo obtener imágenes de la galaxia con suficiente detalle por dos razones. Una es un beneficio del cosmos: un cúmulo de galaxias masivo en primer plano mejoró radicalmente la apariencia de la galaxia distante a través de un efecto natural conocido como lente gravitacional. Y cuando se combinó con la especialización del telescopio en imágenes de alta resolución de luz infrarroja, Webb proporcionó nuevos datos sin precedentes sobre el contenido de la galaxia.

"Sin el beneficio de esta lente gravitacional, no seríamos capaces de resolver esta galaxia", dijo Kartheik Iyer, coautor principal y miembro del Hubble de la NASA en la Universidad de Columbia en Nueva York. "Sabíamos que lo esperábamos basándonos en la física actual, pero es sorprendente que realmente lo hayamos visto".

Mowla, quien vio la galaxia en la imagen de Webb, se sintió atraído por sus brillantes cúmulos de estrellas, porque los objetos que brillan generalmente indican que son extremadamente grumosos y complicados. Dado que la galaxia parece un "destello" o enjambre de luciérnagas en una cálida noche de verano, la llamaron la galaxia Chispa de la Luciérnaga

EN PROCESO DE ENSAMBLAJE

El equipo de investigación modeló el aspecto que podría haber tenido la galaxia si su imagen no se hubiera estirado por la lente gravitacional y descubrió que se parecía a una gota de lluvia alargada. Suspendidos en su interior hay dos cúmulos estelares hacia la parte superior y ocho hacia la parte inferior. "Nuestra reconstrucción muestra que los cúmulos de estrellas en formación activa están rodeados por la luz difusa de otras estrellas no resueltas", dijo Iyer. "Esta galaxia está literalmente en proceso de ensamblaje".

Los datos de Webb muestran que la galaxia Chispa de la Luciérnaga es más bien pequeña, entrando en la categoría de galaxia de baja masa. Pasarán miles de millones de años antes de que alcance su peso completo y una forma distintiva. "La mayoría de las otras galaxias que Webb nos ha mostrado no están ampliadas ni estiradas, y no podemos ver sus 'bloques de construcción' por separado. Con Chispa de la Luciérnaga , estamos presenciando una galaxia que se ensambla ladrillo a ladrillo", dijo Mowla.

Como la imagen de la galaxia está deformada en un arco largo, los investigadores identificaron fácilmente 10 cúmulos estelares distintos, que emiten la mayor parte de la luz de la galaxia. Están representados aquí en tonos de rosa, violeta y azul. Esos colores en las imágenes del Webb y sus espectros de apoyo confirmaron que la formación de estrellas no ocurrió de una sola vez en esta galaxia, sino que fue escalonada en el tiempo.

"Esta galaxia tiene una población diversa de cúmulos estelares, y es notable que podamos verlos por separado a una edad tan temprana del Universo", dijo Chris Willott del Consejo Nacional de Investigación de Canadá, coautor e investigador principal del programa de observación. "Cada grupo de estrellas está atravesando una fase diferente de formación o evolución".

La forma proyectada de la galaxia muestra que sus estrellas no se han asentado en un bulbo central o un disco delgado y aplanado, otra prueba de que la galaxia aún se está formando.

Los investigadores no pueden predecir cómo se formará y formará esta galaxia desorganizada a lo largo de miles de millones de años, pero hay dos galaxias que el equipo confirmó que están "colgando" dentro de un perímetro estrecho y que pueden influir en la forma en que acumula masa a lo largo de miles de millones de años.

Chispa de la Luciérnaga está a solo 6.500 años luz de su primera compañera, y su segunda compañera está separada por 42.000 años luz. Para ponerlo en contexto, la Vía Láctea completamente formada tiene unos 100 000 años luz de diámetro: las tres encajarían dentro de ella. No solo sus compañeras están muy cerca, sino que los investigadores también creen que están orbitando una alrededor de la otra.

Cada vez que una galaxia pasa por otra, el gas se condensa y se enfría, lo que permite que se formen nuevas estrellas en grupos, lo que aumenta la masa de las galaxias. "Hace tiempo que se predice que las galaxias en el Universo primitivo se forman a través de interacciones y fusiones sucesivas con otras galaxias más pequeñas", dijo Yoshihisa Asada, coautor y estudiante de doctorado en la Universidad de Kioto en Japón. "Podríamos estar presenciando este proceso en acción".