Los astrónomos han detectado la rotación de una galaxia que data de tan solo 550 millones de años después del Big Bang, cuando el universo tenía el 4% de su edad actual. La rotación sugiere que esta galaxia bebé no era una gota amorfa sino un disco organizado, al igual que la Vía Láctea y galaxias similares que han tenido más de 13 mil millones de años para madurar. Es aún más evidencia de que las galaxias crecen y evolucionan más rápido de lo que esperaban los teóricos.
La fusión de estrellas en un disco tan pronto no contradice las teorías existentes, pero las amplía, dice Sarah Bosman del Instituto Max Planck de Astronomía, que no participó en la investigación. «Es casi posible tan temprano».
Las estrellas de esta galaxia que marca tendencias también eran maduras, lo que indica que se formaron 300 millones de años antes, cuando el universo tenía solo 250 millones de años. Esas son buenas noticias para el próximo Telescopio Espacial James Webb, lanzado el año pasado y que se espera que comience operaciones científicas el próximo mes. Si estas primeras galaxias dieron a luz a muchas estrellas en un estallido temprano, probablemente serán «lo suficientemente luminosas para que Webb las vea», dice Richard Ellis, astrónomo del University College London y coautor del nuevo estudio. Los astrónomos esperan que el instrumento de $ 10 mil millones revele una gran cantidad de galaxias tempranas, en lugar de solo los valores atípicos más grandes y brillantes, para que puedan comprender cómo se formaron y evolucionaron estas aglomeraciones tempranas.
La galaxia, llamada MACS1149-JD1 o simplemente JD1 para abreviar, no es la más distante conocida, pero ahora es la galaxia más distante con algo conocido sobre su dinámica. El equipo, incluido Ellis, descubrió JD1 en 2018 como una mancha indistinta en imágenes del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una colección de 66 radiotelescopios en lo alto de los Andes chilenos, y el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral, también en Chile. Por su color, Ellis y sus colegas sabían que al menos algunas de sus estrellas eran maduras, porque tienden a enrojecerse con la edad. Pero el equipo no sabía cómo estaban organizadas esas estrellas.
Decidieron echar un vistazo más de cerca y más de cerca con ALMA. Dichos conjuntos de telescopios tienen la capacidad de «acercar» al separar más los platos y combinar sus señales a través de un proceso conocido como interferometría. El equipo observó JD1 cuando los platos se extendieron sobre un área de 2,5 kilómetros de ancho, dando la nitidez de visión de un solo plato de ese tamaño.
Cuando los astrónomos miran objetos tan distantes, su luz se desplaza hacia el extremo rojo del espectro porque los fotones se estiran por la expansión del universo durante su vuelo. El grado de este «desplazamiento al rojo» les dice a los astrónomos cuán distante está el objeto. Con la nueva imagen de alta resolución de JD1, los investigadores también pudieron ver pequeñas diferencias en el desplazamiento hacia el rojo en la cara de la galaxia, el tipo de variaciones que se esperaría de un objeto giratorio en el que una parte se mueve hacia el observador y la otra alejándose. . Como informa el equipo hoy en Cartas de revistas astrofísicashubo un diferencia de velocidad de 120 kilómetros por segundo entre un lado de la galaxia y el otro. “Estábamos muy emocionados cuando vimos el mapa de velocidad”, dice Ellis.
Los investigadores pusieron la distribución de velocidad en un modelo de galaxia y encaja bien con una galaxia de disco que tiene una masa de entre 1000 millones y 2000 millones de soles. Esto es pequeño en comparación con la Vía Láctea, que contiene 1 billón de masas solares y, en consecuencia, JD1 gira más lentamente que nuestra galaxia, alrededor de una cuarta parte de la velocidad de nuestra galaxia. Encontrar una galaxia en rotación tan temprano en la historia del universo es «sorprendente», dice Bosman, pero los datos son «completamente consistentes con un disco».
Los astrónomos no tendrán que esperar mucho para descubrir si JD1 es único o si las galaxias de disco eran comunes en la juventud del universo. A partir de unas pocas semanas, se espera que el telescopio Webb encuentre muchas más galaxias en los primeros quinientos millones de años del universo. “Pasaremos de números de un solo dígito a cientos”, dice Bosman. «¡Por lo menos eso espero!»
