Una galaxia puede ocultar gran parte de su masa en estrellas casi invisibles. Así lo demuestra un estudio realizado con James Webb y el Very Large Telescope.
Cuando una galaxia se encuentra a miles de millones de años luz, es imposible contar sus estrellas una por una. Los astrónomos deben estimar su masa a partir de la luz global que nos llega. Sin embargo, esta luz procede sobre todo de las estrellas más brillantes.
Un extracto del sondeo JADES obtenido por la cámara NIRCam de James Webb muestra numerosas galaxias lejanas.
Crédito: colaboración JADES
Las estrellas pequeñas plantean entonces un problema. Brillan poco, pero pueden ser extremadamente numerosas. En conjunto, representan una cantidad importante de materia, sin que necesariamente hagan que la galaxia sea mucho más luminosa.
Para pasar de la luz a la masa, los astrónomos suponen, por tanto, una determinada distribución entre estrellas pequeñas y grandes. Esta proporción suele basarse en la observada en la Vía Láctea. Pero nada garantiza que sea idéntica en todas partes, especialmente en el Universo joven.
Un equipo internacional intentó comprobarlo en nueve galaxias masivas observadas tal como eran hace varios miles de millones de años. Todas ya habían dejado de formar muchas estrellas nuevas. Esta calma relativa facilita el estudio de las poblaciones estelares más antiguas.
Los investigadores combinaron espectros muy detallados obtenidos con James Webb y el Very Large Telescope, en Chile. Un espectro descompone la luz de una galaxia según sus distintas longitudes de onda. Algunas pequeñas variaciones revelan indirectamente qué tipos de estrellas contribuyen a esa luz.
El resultado es bastante claro para algunas galaxias de la muestra: parecen contener más estrellas pequeñas de lo previsto. Por tanto, su masa puede estar subestimada cuando los cálculos utilizan una distribución similar a la de la Vía Láctea.
La galaxia más antigua estudiada llama especialmente la atención. Sus estrellas se habrían formado menos de 1.500 millones de años después del Big Bang. Podría ser descendiente de galaxias aún más tempranas descubiertas por James Webb.
Estas galaxias muy jóvenes ya han sorprendido a los astrónomos. Algunas parecen haber acumulado una enorme cantidad de materia en muy poco tiempo, más rápidamente de lo que predicen varios modelos de formación galáctica.
Si estas galaxias tempranas también poseían muchas más estrellas pequeñas, su masa real sería aún mayor que las estimaciones actuales. Los investigadores calculan este aumento en aproximadamente un factor de cuatro.
Ahora los investigadores quieren aplicar este método a galaxias formadas aún antes. El objetivo será determinar si esta abundancia de estrellas pequeñas era común en el Universo joven o propia de ciertos sistemas.