Los astrónomos que utilizaron los telescopios James Webb, Hubble y ALMA han hecho un descubrimiento sorprendente: las galaxias del universo primitivo maduraron mucho más rápido de lo esperado. Estos “adolescentes cósmicos”, que existieron poco más de mil millones de años después del Big Bang, exhiben características que antes se pensaba que se desarrollaban en escalas de tiempo mucho más largas, lo que plantea interrogantes sobre los modelos establecidos de evolución galáctica.
Enriquecimiento químico rápido
El equipo de investigación observó 18 galaxias a unos 12.500 millones de años luz de distancia. Un hallazgo clave fue que estas galaxias son inusualmente ricas en elementos pesados (metales como el carbono y el oxígeno) a pesar de su corta edad. El modelo estándar predice que los elementos pesados se acumulan gradualmente a lo largo de los ciclos de vida estelares y las explosiones de supernovas. Sin embargo, estas galaxias parecen “químicamente maduras”, como si se hubieran saltado etapas de desarrollo.
“Fue una sorpresa ver galaxias tan maduras químicamente”, explica Andreas Faisst de Caltech. “Es como ver a niños de 2 años actuar como adolescentes. ¿Cómo se forman los metales en menos de mil millones de años?” Esto plantea preguntas fundamentales sobre los procesos que gobiernan la producción de metales en el universo temprano y si las simulaciones actuales reflejan con precisión la realidad.
Estructuras inesperadamente maduras
Más allá de la composición química, las galaxias también presentan estructuras sorprendentemente desarrolladas. Muchas poseen discos estelares giratorios, similares a los que se encuentran en galaxias espirales maduras como nuestra Vía Láctea. Anteriormente se pensaba que tales características surgieron mucho más tarde en la historia galáctica. La presencia de estas estructuras tan temprano sugiere que el universo puede haber acelerado la formación de galaxias de manera más eficiente de lo que se creía anteriormente.
Agujeros negros hambrientos y gas rico en metales
El rápido crecimiento no se limita a las galaxias mismas. Los agujeros negros supermasivos en sus centros también están acumulando materia a un ritmo elevado, impulsando su propio rápido desarrollo. Además, el gas que rodea a estas galaxias (el medio circungaláctico) también está enriquecido con metales y se extiende a lo largo de decenas de miles de años luz. Esto sugiere que el enriquecimiento de metales no se limita a las galaxias mismas, sino que es un fenómeno generalizado en el universo primitivo.
Investigaciones futuras e implicaciones
El equipo de investigación ahora planea comparar estas observaciones con simulaciones avanzadas de crecimiento galáctico y enriquecimiento de metales. El objetivo es perfeccionar nuestra comprensión de la formación de estrellas, la producción de polvo y la evolución química del universo temprano.
“La combinación de observaciones y simulaciones proporciona una poderosa sinergia para comprender los detalles de la formación estelar… El conocimiento de estos nos ayudará en última instancia a comprender la formación de las primeras estrellas y planetas y cómo surgió nuestra propia Vía Láctea”.
Estos hallazgos resaltan que el universo primitivo puede haber sido un entorno más dinámico y de rápida evolución de lo que se pensaba anteriormente. Comprender cómo maduraron tan rápidamente las galaxias será crucial para desentrañar los orígenes de las estructuras cósmicas y de nuestro propio hogar galáctico.
