La sorprendente galaxia de disco en rotación más lejana conocida

Esta imagen del telescopio Hubble acumula 555 horas de exposición de una región del cielo aparentemente vacía. Todos los objetos son galaxias, con la excepción de dos estrellas (indicadas por su forma puntiaguda). El espacio fotografiado es, aproximadamente, el que ocupa un palillo a la distancia de tu brazo extendido. Crédito: NASA

Un grupo de investigadores ha descubierto la galaxia más lejana, similar a la Vía Láctea, por su disco en rotación observada hasta la fecha. Se trata de REBELS-25, que, sorprendentemente, parece estar tan ordenada como las galaxias que podemos observar en nuestro entorno, a pesar de que la vemos tal y como era en una etapa muy temprana…

Una galaxia de disco en rotación que desafía a las teorías de formación

REBELS-25 ha sido captada tal y como era cuando el universo tenía 700 millones de años. Algo que resulta sorprendente porque, según la comprensión que se tiene de la formación de galaxias, una tan joven debería ser mucho más caótica. Sin embargo, el radiotelescopio ALMA ha permitido analizar su rotación y estructura, desvelando algo mucho más maduro. Las galaxias que vemos en el presente son la evolución de galaxias mucho más caóticas e irregulares. Este último es el tipo de galaxias que se suelen observar en la infancia del cosmos.

La galaxia REBELS-25 vista por el radiotelescopio ALMA. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Rowland et al./ESO/J. Dunlop et al.

Por ello, como explica Jacqueline Hodge (coautora del estudio), según la comprensión que se tiene de la formación de galaxias, la mayoría en su infancia deberían ser pequeñas y desordenadas. Esas galaxias colisionan entre sí y evolucionan hacia formas mucho más ordenadas. Pero el proceso es extremadamente lento. Las teorías actuales sugieren que, para que una galaxia sea tan ordenada como la Vía Láctea, es necesario que pasen miles de millones de años. Nuestra galaxia tiene un disco en rotación con estructuras bien definidas (como sus brazos espirales).

El descubrimiento de REBELS-25 pone esto patas arriba, porque la escala de tiempo ya no parece encajar. En el estudio, los investigadores destacan el hallazgo de REBELS-25 como la galaxia más lejana descubierta con un disco en rotación. Se observa tal y como era cuando tenía 700 millones de años. Es decir, cuando el universo tenía apenas el cinco por ciento de su edad presente (13 800 millones de años). Por lo que su rotación resulta completamente inesperada. Es una galaxia, según explican, muy ordenada, dominada por la rotación de su disco.

El reto de encajar la escala temporal

La presencia de REBELS-25 pone en duda la comprensión que se tiene de la velocidad a la que evolucionan las galaxias en la infancia del universo. Se creía que era un proceso tremendamente lento, pero parecería estar en duda con este hallazgo. En realidad, REBELS-25 ya fue detectada en una observación anterior por parte del mismo equipo. También se hizo con ALMA. En ese momento, era un descubrimiento emocionante porque se podían apreciar señales de su rotación, pero la resolución de los datos no era suficiente para poder asegurarlo.

Es decir, no eran lo suficientemente precisos para tener una idea clara. Por ello, buscando comprender mejor la estructura y movimiento de la galaxia, el equipo llevó a cabo observaciones posteriores con ALMA en una resolución más alta. Esto ha permitido confirmar la naturaleza de la galaxia. ALMA, según explican, es el único telescopio en funcionamiento que tiene la sensibilidad y resolución necesaria para permitirlo. Lo más sorprendente es que los datos apuntan a la presencia de otras características comunes de galaxias más maduras.

De hecho, muestra características similares a las de la Vía Láctea, como la presencia de una barra central alargada y brazos espirales. Si bien es cierto que el propio equipo avisa de que será necesario llevar a cabo más observaciones para confirmar este extremo. Encontrar más evidencias de estructuras más evolucionadas sería muy interesante. Si se logra, REBELS-25 será la galaxia más lejana que muestra estas estructuras. Podría ser la antesala a otros descubrimientos que permitan transformar la imagen que se tiene de la evolución de las galaxias.

Una galaxia de disco en rotación tremendamente joven

Eso sí, es importante tener presente, también, que estas observaciones tan lejanas pueden resultar muy complejas. El propio equipo avisa de la dificultad para confirmar la presencia de estructuras como esa barra central alargada. Esto quiere decir que no debemos caer en la trampa de pensar que la evolución de las galaxias está ya en duda. En su lugar, será necesario verificar que REBELS-25 parece una galaxia muy similar a la Vía Láctea, a pesar de ser muchísimo más joven. Después, será importante encontrar otras galaxias similares.

El radiotelescopio ALMA. Crédito: ESO

A fin de cuentas, si se logra encontrar galaxias espirales que, en aquella misma época, resultan ser mucho más ordenadas de lo esperado, habrá motivos muy bien fundamentados para plantear que las teorías de formación actual de galaxias podrían necesitar un repaso importante. Sin embargo, si se determina que REBELS-25 es una anomalía, podría ser necesario entender, en su lugar, qué es lo que ha provocado que muestre un aspecto tan diferente al de otras galaxias en esa misma época del universo. Estamos en un período muy interesante.

La llegada de telescopios como James Webb, y otros que entrarán en funcionamiento próximamente, están permitiendo profundizar en las observaciones de las primeras etapas del universo. Es una oportunidad fantástica de comprender si los modelos encajan con lo que se observa en ese entorno. Pero también es necesario mantener el escepticismo, puesto que ya ha habido observaciones de galaxias, aparentemente imposibles (por ser demasiado masivas) que al final han quedado explicadas gracias a otros factores, como la cantidad de polvo entre nosotros y esos objetos…

Estudio

El estudio es L. Rowland, J. Hodge, R. Bouwens et al.; «REBELS-25: Discovery of a dynamically cold disc galaxy at z = 7.31″. Publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society el 7 de octubre de 2024. Puede consultarse en este enlace.

Referencias: Phys

Alex Riveiro: Divulgador científico. Autor de "Hacia las estrellas: una breve guía del universo", "Más allá de las estrellas: ¿estamos solos en el universo?" y la saga de ciencia ficción "Ecos de un futuro distante". Colaborador en eltiempo.es y Otros Mundos. También en Twitter, YouTube, Twitch e iVoox.
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