Un grupo de investigadores ha determinado que los núcleos de las galaxias más masivas se formaron apenas 1500 millones de años después del Big Bang. La observación supone un récord, al retroceder 1000 millones de años en la historia del universo…

Núcleos de galaxias masivas en un universo muy joven

Un grupo de investigadores ha estudiado una galaxia muy masiva, mucho más que la Vía Láctea, con alrededor de un billón de estrellas, y han determinado que el núcleo de galaxias así de masivas ya se había formado cuando el universo apenas tenía 1500 millones de años. Es decir, 1000 millones de años antes de lo que ya se había logrado observar. Algo que podría ayudar a entender mejor cómo se forman y desarrollan estas galaxias. Si bien los investigadores están interesados en un tipo específico de galaxia.

Los núcleos de las galaxias se formaron tras el Big Bang
Este es un concepto artístico de un protocúmulo de galaxias en las primeras etapas del Universo. Crédito: ESO/M. Kornmesser

Dentro de las diferentes formas de clasificar galaxias, que podemos encontrar, un sistema consiste en definirlas en función de su capacidad de formar nuevas estrellas. Así, una galaxia viva es brillante y está en pleno proceso de formación de estrellas. Una galaxia muerta, en contraste, es más tenue y ya no es capaz de formar estrellas. Brilla con la luz de las estrellas menos masivas y más viejas que alberga. A ellas le podemos sumar un tercer tipo, el de las galaxias en enfriamiento. No son tan brillantes como las galaxias vivas, ni tan oscuras como las muertas.

Se trata de galaxias que, en realidad, están en proceso de morir. Todavía forman estrellas, pero lo hacen a un ritmo extremadamente bajo. Esta clasificación permite, de un vistazo, identificar ante qué tipo de galaxia se está. Los investigadores han analizado una galaxia en enfriamiento, con la ayuda de los telescopios del observatorio W. M. Keck, en Hawái. Han determinado que la vemos tal y como era cuando el universo tenía 1500 millones de años, y han confirmado que está en un período de formación de estrellas muy reducido.

Una galaxia moribunda

Eso quiere decir que, por tanto, se trata de una galaxia en las últimas etapas de su vida. En este caso, se entiende por vida la capacidad de dar lugar a la formación de nuevas estrellas. Para los investigadores, es el tipo más interesante que estudiar, porque puede ayudar a comprender qué desencadena que una galaxia entre en la fase de enfriamiento y alcance la fase de galaxia muerta. Además, ha permitido observar que los núcleos de las galaxias masivas, incluso las que podemos observar a nuestro alrededor, se formaron hace tiempo.

La galaxia señalada en el círculo, observada tal y como era hace 12 000 millones de años, está en fase de enfriamiento. Crédito: NAOJ

Probablemente en aquella misma época, tan solo 1500 millones de años después del Big Bang. Para precisarlo, han analizado cuál debe ser el movimiento que describen las estrellas en esas galaxias. Ese movimiento depende, directamente, de cuánta masa contenga la galaxia. Lo que han observado es que parecen moverse tan rápido como las estrellas de las galaxias que vemos a nuestro alrededor. Hasta ahora, este tipo de medición solo se había logrado realizar con galaxias observadas tal y como eran 2500 millones de años después del Big Bang.

Pero, en esencia, lo que están haciendo es analizar como, en las primeras etapas del universo, se formaban, evolucionaban y morían las galaxias. De momento, ya han constatado que los núcleos de las galaxias masivas ya estaban formados 1000 millones de años antes de lo que se había observado hasta el momento. Ya están buscando otras galaxias, en enfriamiento, en las regiones más distantes del universo observable, en busca de entender mejor el proceso.

La Vía Láctea es una galaxia viva

En esta misma clasificación, la Vía Láctea es una galaxia viva. Todas las galaxias espirales están formando estrellas de forma activa. En algunos casos, a un ritmo muy elevado en comparación al de la nuestra (hasta 100 veces más rápido), y en otras a un ritmo más lento. Nuestra propia galaxia seguirá dando lugar al nacimiento de nuevos astros durante, al menos, 4500 millones de años más. La colisión con Andrómeda, en ese entonces, provocará un intenso episodio de formación de estrellas, mientras se forma la nueva galaxia.

La galaxia elíptica M87. Crédito: Chris Mihos (Case Western Reserve University)/ESO

Después, ya como galaxia elíptica, Lactómeda (que es como se llama a la galaxia que resultará de la colisión de ambas), dejará de ser capaz de formar nuevas estrellas. Es decir, se convertirá en una galaxia muerta, si nos ceñimos a esta clasificación. Pero, ¿cómo será el proceso de formar cada vez menos estrellas? En lugar de esperar a observarlo aquí, con nuestros descendientes muy lejanos, la mejor opción es remontarnos en la historia del universo para observar galaxias en las que todo ese proceso ya haya sucedido y esté en diferentes fases.

Además de otras galaxias en enfriamiento, no es descartable que encuentren alguna galaxia muerta. Cuando suceda, seguramente estaremos ante una de las primeras galaxias, en la historia del universo, que dejó de ser capaz de formar estrellas. Por ahora, esa búsqueda continúa, pero será interesante ver en qué momento pudieron aparecer por primera vez. El campo de la vida de las galaxias es todavía bastante desconocido, y seguro que quedan muchas sorpresas por observar.

Estudio sobre los núcleos de galaxias

El estudio es M. Tanaka, F. Valentino, S. Toft et al.; «Stellar Velocity Dispersion of a Massive Quenching Galaxy at z = 4.01». Publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters el 6 de noviembre de 2019. Puede ser consultado en arXiv.

Referencias: Phys