Es muy probable que una de las galaxias más distantes jamás observadas esté girando, dicen los astrónomos. Un equipo internacional dirigido por Tsuyoshi Tokuoka de la Universidad de Waseda, Japón, descubrió el movimiento utilizando observaciones del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile. El resultado ofrece nuevos conocimientos cruciales sobre la evolución de las galaxias recién formadas y podría proporcionar una guía útil para las próximas observaciones con el Telescopio Espacial James Webb (JWST).
Cuando las galaxias comenzaron a formarse, el universo estaba en su "edad oscura", un período en el que prácticamente toda la materia era fría y transparente. A medida que la materia colapsó bajo la gravedad, se formaron galaxias, lo que dio inicio a la formación de estrellas en los centros galácticos nacientes y desencadenó la llamada "época de reionización" que puso fin a las edades oscuras. A partir de ahí, la formación de estrellas se extendió en discos galácticos giratorios, donde ahora residen estrellas más nuevas.
Los astrónomos todavía tienen mucho que aprender sobre la física que rige estas antiguas galaxias. Para arrojar nueva luz sobre estas preguntas, incluidos los orígenes de la rotación galáctica, Tokuoka y sus colegas recurrieron a las observaciones de ALMA. Este instrumento ha revolucionado la observación de galaxias distantes muy desplazadas hacia el rojo, debido a sus impresionantes resoluciones espaciales y de frecuencia.
En el último estudio, los investigadores usaron ALMA para estudiar MACS1149-JD1: una galaxia con lentes gravitacionales que se encuentra a más de 10 mil millones de años luz de distancia, lo que la convierte en uno de los objetos más distantes jamás confirmados. A través de la espectroscopia, los astrónomos han descubierto que JD1 contiene una población de estrellas de aproximadamente 300 millones de años, lo que ubica sus orígenes muy dentro de las edades oscuras del universo, solo 270 millones de años después del Big Bang.
Diferentes corrimientos al rojo
El equipo examinó las longitudes de onda características emitidas por el oxígeno doblemente ionizado (O III) en JD1. Este gas se encuentra ampliamente en los restos de supernovas, lo que lo convierte en un componente clave del material en el medio interestelar. Gracias a la resolución de ALMA, el equipo pudo identificar variaciones en el corrimiento al rojo de las emisiones de O III en diferentes partes de la galaxia. Esto reveló un gradiente en la velocidad del material en el medio interestelar de JD1, con un lado de la galaxia mostrando un corrimiento al rojo claramente diferente.
Esta observación satisfizo casi todos los criterios que deben cumplirse para confirmar que una galaxia está girando, lo que lo convierte en el ejemplo más antiguo de un disco giratorio jamás descubierto. Su velocidad de rotación también fue mucho más lenta que la que se encuentra en otras galaxias, incluida la nuestra, lo que sugiere que el movimiento de rotación de JD1 aún se encuentra en sus primeras etapas.
El estudio de rotación de galaxias descarta la gravedad modificada, ¿o sí?
El resultado, que se describe en Las cartas de la revista astrofísica, significa que los astrónomos tienen un registro de velocidades de rotación galáctica que abarca más del 95% de la historia total del universo, lo que, según los miembros del equipo, es un paso importante para comprender cómo evolucionan las características físicas de las galaxias. Tokuoka y sus colegas ahora esperan que muchas de las preguntas restantes pronto se respondan con la ayuda del JWST, que debería permitirles identificar las edades de poblaciones estelares específicas dentro de la galaxia.
