Utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST) y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), los astrónomos pueden haber descubierto nuevas pistas sobre un misterio de larga data en la evolución de las galaxias: por qué tantas galaxias masivas en el universo primitivo parecen haber muerto mucho antes de lo esperado.
Las galaxias a menudo se consideran “vivas” cuando están formando estrellas activamente y “muertas” cuando la formación estelar ha cesado en gran medida. En el universo actual, las galaxias muertas son comunes. Pero los astrónomos se sorprendieron al encontrar grandes cantidades de ellas en el universo temprano, cuando se esperaba que las galaxias crecieran rápidamente y produjeran estrellas.
Utilizando observaciones de ALMA y JWST de una galaxia distante, los investigadores han detectado un viento que “mata galaxias” (una enorme salida de gas a alta velocidad) que es lo suficientemente potente como para despojar a una galaxia de la materia prima necesaria para formar nuevas estrellas. El descubrimiento podría ayudar a explicar la desconcertante población de galaxias masivas “muertas” que se encuentran en todo el cosmos joven, según un comunicado de la Royal Astronomical Society.
“Las regiones densas del universo son como ciudades muy activas”, dijo en el comunicado Rebecca Davies, autora principal del estudio de la Universidad Tecnológica de Swinburne en Melbourne. “Las galaxias chocan y sufren frenéticos estallidos de formación estelar. Pero cuando las estrellas más grandes se queman, explotan como supernovas, lanzando poderosos vientos que destruyen el mismo gas que las galaxias necesitan para seguir formando estrellas”.
Davies y sus colegas observaron una galaxia llamada CRISTAL-02 tal como apareció apenas mil millones de años después del Big Bang, atrapándola en medio de un rápido crecimiento.
Las observaciones revelaron que CRISTAL-02 está formando estrellas a aproximadamente el doble de velocidad que galaxias similares de la misma era. Al mismo tiempo, JWST y ALMA detectaron una enorme columna de gas frío que se extendía lejos de la galaxia, una señal reveladora de que el material está siendo expulsado al espacio intergaláctico, según el comunicado.
“La galaxia tiene un viento poderoso que expulsa material dos veces más rápido que la galaxia forma estrellas”, añadió Davies. “Si esta rápida explosión continúa, la galaxia podría morir en menos de 50 millones de años, lo que explica el origen de las misteriosas galaxias masivas muertas en el universo primitivo”.
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El descubrimiento es particularmente intrigante porque CRISTAL-02 no es una sola galaxia. En cambio, consta de múltiples galaxias en las etapas finales de una fusión. Durante estas colisiones cósmicas, el gas se canaliza hacia los centros galácticos, lo que desencadena intensos estallidos de formación estelar, seguidos más tarde por explosiones de supernova que impulsan poderosos vientos que impiden el nacimiento de nuevas estrellas.
Es más, las observaciones sugieren que casi la mitad de las galaxias masivas del universo primitivo interactuaban con compañeras cercanas, lo que indica que las fusiones y sus vientos destructores de galaxias pueden haber sido generalizados. A su vez, muchas de las primeras galaxias gigantes del universo pueden haber destruido efectivamente su propia capacidad de formar estrellas, lo que ayuda a explicar por qué tantas de estas galaxias parecen haber vivido rápido y muerto jóvenes.
“Si muchas galaxias tempranas chocan y experimentan un rápido crecimiento, entonces puede que no sea sorprendente que veamos tantas galaxias muertas en el universo temprano”, dijo Davies en el comunicado. “CRISTAL-02 ofrece una solución natural al misterio de por qué estas galaxias masivas viven rápido y mueren jóvenes”.
El estudio fue publicado el 10 de junio en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters.