Descubrir una galaxia joven, de menos de 6 000 millones de años de edad, pero cuyas estrellas son tan maduras como las de nuestra Vía Láctea: he aquí el rompecabezas que unos astrónomos acaban de desvelar.
Esta paradoja fue revelada gracias a un fenómeno raro, una cruz de Einstein. Esta configuración excepcional de lente gravitacional ha permitido sondear las profundidades de una galaxia lejana como nunca antes, revelando una composición estelar sorprendente que pone en duda nuestros modelos de formación galáctica.
Una cruz de Einstein con la extraña galaxia elíptica J1453g en su centro Crédito: Quirino D'Amato.
Una cruz de Einstein se produce cuando un objeto masivo, como una galaxia, se alinea casi perfectamente con una fuente de luz más lejana, deformando el espacio-tiempo a su alrededor. La luz del objeto de fondo se curva y amplifica, apareciendo como cuatro imágenes dispuestas en forma de cruz. Este fenómeno, predicho por la relatividad general de Einstein, ofrece a los astrónomos una lupa cósmica para estudiar objetos normalmente demasiado débiles o lejanos.
En este caso concreto, la galaxia lente es J1453g, una galaxia elíptica masiva vista en una época en que el Universo tenía menos de 6 000 millones de años. Detrás de ella, un cuásar brillante, alimentado por un agujero negro supermasivo, se multiplica en cuatro puntos luminosos. Analizando la disposición de estas imágenes, los investigadores han podido cartografiar la distribución de masa de J1453g con una precisión inédita, incluida la composición de sus estrellas.
Los resultados han asombrado a los científicos: el centro de J1453g contiene una proporción de estrellas masivas similar a la de la Vía Láctea, una galaxia espiral madura y mucho más reciente. Sin embargo, los modelos actuales predicen que los núcleos de las galaxias elípticas jóvenes deberían estar dominados por estrellas de baja masa, formadas rápidamente durante una intensa actividad de formación estelar.
Esta observación pone en entredicho nuestra comprensión de la evolución de las galaxias. Si una galaxia elíptica primitiva puede albergar estrellas tan evolucionadas, ello implica que los procesos de formación estelar son mucho más elaborados de lo que se pensaba. Las fusiones galácticas, por ejemplo, podrían mezclar la materia y producir estrellas masivas en etapas muy tempranas.
El equipo de investigación, dirigido por Quirino D'Amato del INAF, ha publicado estos resultados en la revista Nature Astronomy. Este trabajo abre una nueva ventana a la adolescencia del Universo. Combinando las lentes gravitacionales con telescopios como el JWST, los astrónomos esperan detectar otras cruces de Einstein y sondear así los enigmas de la formación de galaxias en épocas remotas.