🔭 Una sorprendente gemela de la Vía Láctea descubierta en el universo bebé
Llamada Alaknanda, esta galaxia lejana fue detectada por el telescopio espacial James Webb. Presenta un parecido asombroso con la Vía Láctea, con sus dos brazos espirales simétricos y un núcleo central brillante. Su descubrimiento, realizado por un equipo indio, fue publicado en la revista Astronomy & Astrophysics. Los astrónomos quedaron asombrados por su madurez estructural en una época en la que se pensaba que las galaxias aún estaban desordenadas, apenas 1.500 millones de años después del Big Bang.
Imagen de la galaxia espiral Alaknanda (recuadro) observada en las longitudes de onda cortas del JWST. También son visibles varias galaxias brillantes del cúmulo de primer plano Abell 2744.
Crédito: © NASA/ESA/CSA, I. Labbe/R. Bezanson/Alyssa Pagan (STScI), Rashi Jain/Yogesh Wadadekar (NCRA-TIFR)
La observación se vio facilitada por un efecto de lente gravitacional (ver más abajo) procedente del cúmulo de galaxias Abell 2744. Este cúmulo, actuando como una lupa cósmica, amplificó la luz de Alaknanda, permitiendo al JWST capturar detalles inusuales. Los investigadores utilizaron hasta 21 filtros diferentes para analizar su composición, distancia e historial de formación estelar. Esta técnica reveló una claridad excepcional para un objeto tan antiguo.
Alaknanda produce estrellas a un ritmo impresionante, equivalente a sesenta veces la masa del Sol cada año. Esta tasa es aproximadamente veinte veces superior a la de la Vía Láctea en la actualidad. Tal actividad indica que el universo joven era mucho más productivo de lo que se imaginaba. La mitad de las estrellas de esta galaxia se habrían formado en solo doscientos millones de años, un intervalo muy corto a escala cósmica.
Este descubrimiento cuestiona las teorías sobre la formación de galaxias. Se creía que estructuras ordenadas como las espirales requerían miles de millones de años para desarrollarse, a través de procesos lentos de acreción de gas y ondas de densidad. Alaknanda muestra que estos mecanismos pudieron operar mucho más rápidamente. Los astrónomos indican que esto obliga a revisar los marcos teóricos existentes.
A la izquierda: imagen de Alaknanda en los filtros ultravioleta. Las regiones de formación estelar en los brazos espirales forman un patrón característico.
A la derecha: la misma galaxia vista en los filtros ópticos, donde el disco subyacente es más visible.
Crédito: © NASA/CSA/ESA, Rashi Jain (NCRA-TIFR)
Para comprender el origen de los brazos espirales de Alaknanda, están previstas investigaciones adicionales. Observaciones espectroscópicas con el JWST o la red ALMA podrían determinar si su disco gira de manera ordenada o muestra signos de turbulencia. Esto ayudaría a identificar si la espiral nació de afluencias de gas regulares o de una interacción con una galaxia vecina (más detalles sobre la formación de los brazos espirales al final del artículo).
La presencia de Alaknanda en el universo primordial indica que las condiciones para la formación de planetas y estrellas pudieron aparecer antes de lo previsto. Mientras el JWST continúa explorando el cosmos, podrían descubrirse otras galaxias similares, enriqueciendo nuestra comprensión de la evolución cósmica y de la rapidez con que se ensamblaron las primeras estructuras organizadas.
El fenómeno de lente gravitacional
La lente gravitacional es un efecto donde la luz de un objeto lejano se curva por la gravedad de una masa intermedia, como un cúmulo de galaxias. Este efecto actúa como una lupa natural, amplificando y distorsionando la imagen del objeto en segundo plano. En astronomía, esto permite observar galaxias muy distantes que de otro modo serían demasiado débiles para ser detectadas.
El uso de la lente gravitacional ha transformado el estudio del universo primitivo. Al concentrar la luz, ofrece detalles inaccesibles con los telescopios estándar. Por ejemplo, en el caso de Alaknanda, el cúmulo Abell 2744 duplicó la luminosidad aparente de la galaxia, permitiendo al JWST capturar su estructura fina.
Esta herramienta también es crucial para medir parámetros como la distancia y la masa de los objetos cósmicos. Al analizar la forma en que la luz se desvía, los científicos pueden cartografiar la distribución de la materia oscura en el universo.
La formación de los brazos espirales en las galaxias
Los brazos espirales de las galaxias, como los de la Vía Láctea, se forman gracias a ondas de densidad que recorren el disco galáctico. Estas ondas son perturbaciones en la distribución del gas y las estrellas, creando regiones donde la materia se concentra y desencadena la formación estelar. Este proceso da lugar a los patrones característicos que se observan.
Para que se desarrolle una espiral, el gas primero debe acretarse desde el entorno exterior y estabilizarse en un disco en rotación. Luego, interacciones gravitacionales, ya sean internas o con galaxias compañeras, pueden iniciar las ondas de densidad. Estas últimas esculpen gradualmente el disco en brazos espirales, una disposición que generalmente requiere miles de millones de años para alcanzar una forma estable.
En el caso de galaxias antiguas como Alaknanda, la presencia de brazos espirales bien definidos indica que estos mecanismos pudieron operar con una eficacia sorprendente. Esto implica que el universo joven disponía de condiciones propicias, como afluencias regulares de gas frío, permitiendo una evolución acelerada. Comprender estos procesos ayuda a explicar cómo las galaxias pudieron alcanzar una madurez estructural tan rápidamente.