Descubren la galaxia giratoria más lejana jamás observada

Descubren la galaxia giratoria más lejana jamás observada

Contiene muchas estrellas maduras que se formaron hace más de 13.500 millones de años

Los astrónomos han descubierto la galaxia giratoria más distante jamás observada: atravesó más de 13.260 millones de años luz antes de llegar hasta nosotros. Proporciona pistas sobre la formación de galaxias primordiales.

Un grupo internacional de astrónomos dirigido por la Universidad de Waseda, en Japón, ha conseguido detectar la rotación inicial de la galaxia MACS1149-JD1, considerada como una de las galaxias más distantes conocidas hasta la fecha. Estas estructuras cósmicas, que comenzaron a alejarse de nosotros a medida que el Universo se expandía, nos ofrecen una visión única de los momentos iniciales del cosmos. 

Según una nota de prensa, el equipo liderado por los científicos Tsuyoshi Tokuoka y Akio Inoue utilizó datos del telescopio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ubicado en medio del desierto de Atacama, en Chile, para analizar las emisiones de MACS1149-JD1 y obtener algunas conclusiones interesantes. 

De acuerdo a los especialistas, descubrir galaxias muy lejanas es estimulante, pero más aún lo es estudiar su movimiento interno de gas y cómo se formaron y distribuyeron las primeras estrellas. Esto proporciona una motivación para comprender el proceso de formación de galaxias en el Universo más temprano posible, según expresan los astrónomos en su nuevo estudio, recientemente publicado en The Astrophysical Journal Letters.

A medida que los telescopios se han vuelto más avanzados y poderosos, los astrónomos han podido detectar un mayor número de galaxias distantes. Se trata de algunas de las primeras galaxias que se formaron en nuestro Universo y que se volvieron más distantes a partir del proceso de expansión del cosmos. De hecho, mientras mayor es la distancia, más rápido parece alejarse una galaxia de la ubicación de la Tierra. 

Galaxias distantes

Los científicos pueden estimar qué tan rápido se mueve una galaxia y, a su vez, cuándo se formó en función del grado de «desplazamiento hacia el rojo» que muestre su emisión, o sea su desplazamiento hacia longitudes de onda más largas. En otras palabras, esto es similar a un fenómeno llamado «efecto Doppler», en el cual los objetos que se alejan de un observador emiten la luz que aparece desplazada hacia longitudes de onda más largas: este “cambio de frecuencia” aparente de una onda es producido por el movimiento relativo de la fuente respecto al observador. 

Al realizar una serie de observaciones durante un período de dos meses, los astrónomos midieron con éxito pequeñas diferencias en el «desplazamiento al rojo» de una posición a otra dentro de la galaxia MACS1149-JD1: esto les permitió confirmar que se trataba de una galaxia dominada por la rotación. A continuación, modelaron la galaxia como un disco giratorio y descubrieron que reproducía muy bien las observaciones iniciales. 

La velocidad de rotación calculada fue de unos 50 kilómetros por segundo, menor a la velocidad de rotación del disco de la Vía Láctea, que se estima en 220 kilómetros por segundo. El equipo también midió el diámetro de MACS1149-JD1, que es de 3.000 años luz. En consecuencia, es mucho más pequeña que la Vía Láctea, que presenta un diámetro de 100.000 años luz.

Los primeros movimientos

Los investigadores indicaron que la velocidad de rotación de MACS1149-JD1 es mucho más lenta que aquella que puede encontrarse en las galaxias de épocas posteriores y en la Vía Láctea, porque la misma se encuentra en una etapa inicial de desarrollo del movimiento de rotación. Al parecer, las observaciones realizadas indican que aunque las estrellas «maduras» de la galaxia estudiada se habrían formado hace unos 300 millones de años, la población estelar de MACS1149-JD1 habría iniciado su formación en una época aún más temprana de la historia cósmica.

Con los nuevos datos que aportará el Telescopio Espacial James Webb, los astrónomos ahora planean identificar las ubicaciones de estrellas jóvenes y más viejas en la galaxia, para determinar cuándo comenzó el proceso de rotación. Dicho proceso marca la existencia de un disco giratorio con estrellas más jóvenes, en tanto que aquellas más antiguas quedan en el centro: al estudiar la edad de los objetos estelares y el movimiento de las estrellas y el gas en la galaxia, es posible determinar la etapa de evolución que ha alcanzado la misma. 

La importancia del nuevo estudio radica en que MACS1149-JD1 es la fuente más distante y, por lo tanto, la más antigua encontrada hasta ahora que presenta un disco giratorio de gas y estrellas. Se estima que estas primeras galaxias se formaron aproximadamente unos 200 millones de años después del Big Bang, que tuvo lugar hace unos 13.800 millones de años. Junto con mediciones similares de sistemas más cercanos, el equipo logró delinear el desarrollo gradual de las galaxias en rotación durante más del 95% de nuestra historia cósmica.

Referencia

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Possible Systematic Rotation in the Mature Stellar Population of a z = 9.1 Galaxy. Tsuyoshi Tokuoka, Akio Inoue et al. The Astrophysical Journal Letters (2022). DOI:https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac7447