ALMA y el Telescopio Espacial James Webb revelan las “Uvas Cósmicas” del universo temprano

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Impresión artística de la galaxia “Uvas Cósmicas”, con al menos 15 cúmulos masivos de formación estelar, un número muy superior al previsto por los modelos actuales para un solo disco giratorio en el universo temprano. Crédito: NSF/AUI/NSF NRAO/B. Saxton.

Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto una joven galaxia con una estructura sorprendente: al menos 15 densos cúmulos de formación estelar agrupados en un disco rotante, semejantes a un racimo de “Uvas Cósmicas”. El hallazgo, posible gracias a las observaciones combinadas del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y del Telescopio Espacial James Webb (JWST), ofrece una visión inédita de cómo se ensamblaron algunas de las primeras galaxias del universo.

La galaxia, observada tal como era solo 930 millones de años después del Big Bang (z = 6.072), fue estudiada durante más de 100 horas mediante técnicas de lente gravitacional que amplificaron su luz. Gracias a la resolución sin precedentes de ALMA y JWST, se alcanzó un detalle de apenas 10 pársecs (unos 30 años luz), suficiente para distinguir la intrincada red de cúmulos estelares, cada uno de entre 10 y 60 pársecs de tamaño. Estos “grumos” emiten cerca del 70 % de la luz ultravioleta de la galaxia, lo que desafía los modelos actuales de formación galáctica.

En imágenes previas del Telescopio Espacial Hubble, este sistema parecía un disco suave y homogéneo. Sin embargo, las nuevas observaciones muestran que es, en realidad, una galaxia rotante rica en subestructuras internas. Es la primera vez que se logra vincular directamente la dinámica global de una galaxia típica del amanecer cósmico con la compleja distribución de sus regiones de formación estelar.

En datos del Hubble, las “Uvas Cósmicas” parecían una galaxia de disco liso, pero observaciones de JWST y ALMA revelaron numerosos cúmulos estelares compactos incrustados en un disco de gas rotante. En el panel derecho, los colores rojo y azul muestran el movimiento del gas. Crédito: NSF/AUI/NSF NRAO/B. Saxton.

Este objeto no es una rareza cósmica: se encuentra en la “secuencia principal” de formación estelar, con masa, tamaño y composición química consistentes con otras galaxias de su época. Esto sugiere que muchas de las galaxias que hoy parecen uniformes podrían estar formadas por subestructuras similares, invisibles para telescopios anteriores.

El descubrimiento plantea un reto a las simulaciones cosmológicas, que hasta ahora no han logrado reproducir una cantidad tan alta de cúmulos en galaxias jóvenes rotantes. Comprender este fenómeno requerirá revisar las teorías sobre retroalimentación estelar y crecimiento de estructuras en el universo primitivo. Las “Uvas Cósmicas” podrían ser la clave para entender cómo germinaron las primeras arquitecturas galácticas.

Las “Uvas Cósmicas” parecían un disco liso en el Hubble, pero JWST y ALMA revelaron cúmulos estelares compactos en un disco de gas rotante, con colores que indican su movimiento. Crédito: NSF/AUI/NSF NRAO/B. Saxton.

El estudio completo, titulado “Primordial rotating disk composed of at least 15 dense star-forming clumps at cosmic dawn”, fue publicado en Nature Astronomy por Fujimoto et al., y se basa en datos de ALMA y JWST, con información del National Radio Astronomy Observatory (NRAO).

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