JWST encuentra evidencia directa de que salidas violentas podrían ayudar a poner fin a la formación estelar en galaxias jóvenes
Los astrónomos que utilizaron el James Webb Space Telescope y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array han observado lo que parece ser una poderosa salida de gas escapando de un sistema de galaxias visto apenas 1.000 millones de años después del Big Bang. El objetivo, conocido como CRISTAL-02, es un sistema en fusión con una masa estelar de alrededor de 10.000 millones de veces la del Sol. Según los investigadores, la salida tiene casi la misma extensión que el propio sistema y se desplaza hacia el espacio a cientos de millas por segundo.
La observación importa porque ofrece un respaldo directo a una explicación debatida desde hace tiempo para uno de los mayores enigmas planteados por Webb: por qué algunas galaxias del universo temprano parecen haber crecido con rapidez y luego haber dejado de formar estrellas poco después. El nuevo trabajo, publicado el 10 de junio en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, sostiene que los vientos impulsados por estrellas asociados a fusiones galácticas pueden eliminar o perturbar el gas necesario para la formación estelar futura.
Un enigma de los primeros mil millones de años
Webb ha mostrado repetidamente que el universo joven era más maduro de lo que muchos investigadores esperaban. Dentro del primer mil millones de años después del Big Bang, las galaxias ya habían acumulado una masa considerable. Igual de sorprendente, muchas de ellas también parecen haberse vuelto quiescentes, es decir, su formación estelar se desaceleró drásticamente o se detuvo por completo, apenas unos mil millones de años después.
Esa combinación ha obligado a los astrónomos a examinar más de cerca los mecanismos que pueden pasar rápidamente a una galaxia del crecimiento acelerado a la inactividad. Desde hace tiempo se ha considerado a los vientos galácticos como una posible explicación. La idea es simple: si una galaxia pierde demasiado gas frío, o si ese gas se calienta, se dispersa o se expulsa, desaparece la materia prima para formar nuevas estrellas. Lo más difícil de establecer ha sido si esos vientos fueron lo bastante intensos y lo bastante tempranos como para moldear las galaxias en el primer capítulo de la historia cósmica.
CRISTAL-02 ofrece a los investigadores un caso de estudio en esa época exacta. Como el sistema se observa en un momento en que el universo tenía apenas unos 1.000 millones de años, brinda una ventana a la transición del crecimiento activo a un posible apagado en el joven cosmos.
Por qué las fusiones pueden importar
El texto fuente describe a CRISTAL-02 como una fusión galáctica en las etapas finales de una colisión entre varias galaxias. En términos generales, las fusiones pueden concentrar gas, desencadenar intensos brotes de formación estelar y agitar la dinámica interna de un sistema. Esas mismas condiciones también pueden producir una fuerte retroalimentación, incluidos vientos que transportan material hacia el exterior.
Lo notable del nuevo resultado no es simplemente que haya gas fuera de la galaxia, sino que la pluma sea a la vez grande y rápida. Una estructura de esa escala sugiere que la salida no es un efecto secundario menor. En cambio, podría ser una parte central de cómo evoluciona el sistema. Si se elimina suficiente gas, la fusión que alimenta brevemente la actividad también puede ayudar a terminarla.
Esto ayuda a enmarcar las colisiones galácticas de una manera menos romántica que la imagen habitual de “una galaxia más grande formada por dos más pequeñas”. Las fusiones siguen construyendo estructuras mayores, pero también pueden crear las condiciones que suprimen el crecimiento posterior. En ese sentido, el mismo proceso que ensambla una galaxia masiva puede contribuir a volverla tranquila.
Qué aportaron los instrumentos
Webb y ALMA son herramientas complementarias para este tipo de trabajo. Webb puede sondear el universo distante con una sensibilidad excepcional, mientras que ALMA es especialmente potente para estudiar gas frío y polvo en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas. Juntos, permiten a los astrónomos relacionar la estructura de una galaxia, la formación estelar y el movimiento del gas en sistemas que habría sido mucho más difícil caracterizar hace solo unos años.
Esta combinación es cada vez más importante a medida que los científicos pasan de simplemente catalogar galaxias tempranas sorprendentes a explicar cómo se formaron y evolucionaron. Webb ha agudizado el problema al encontrar tantos sistemas masivos y aparentemente inactivos a alto corrimiento al rojo. Estudios de seguimiento como este son el siguiente paso: identificar mecanismos físicos en lugar de limitarse a informar anomalías.
Qué podría significar esto para la evolución galáctica
La implicación inmediata es que los vientos impulsados por estrellas pueden desempeñar plausiblemente un papel importante en la quiescencia de las galaxias mucho antes en la historia cósmica de lo que se había demostrado con firmeza antes. Si CRISTAL-02 es representativo de una población más amplia, entonces las salidas violentas asociadas con fusiones podrían ayudar a explicar por qué Webb ve una mezcla diversa de galaxias activas y quiescentes tan temprano.
El hallazgo también sugiere que las galaxias “muertas” en el universo temprano podrían no requerir una única explicación exótica. En cambio, al menos algunas podrían ser el resultado de procesos de retroalimentación que se vuelven especialmente intensos en entornos impulsados por fusiones. Eso haría que la quiescencia fuera menos una anomalía y más una etapa natural del rápido crecimiento inicial.
El informe de Live Science va un paso más allá al señalar que tales observaciones podrían ofrecer un adelanto de cómo las galaxias grandes terminan frenando su actividad, incluso en el futuro distante de sistemas como la Vía Láctea. Esa analogía más amplia sigue siendo interpretativa, pero la observación central es más concreta: un joven sistema de galaxias en fusión parece estar perdiendo gas a una escala que podría afectar directamente su capacidad para seguir formando estrellas.
La pregunta más amplia de la era Webb
Una de las razones por las que este resultado atraerá atención es que encaja en un patrón mayor de la astronomía desde que Webb comenzó a operar. Muchas de las contribuciones más importantes del telescopio no han sido descubrimientos aislados, sino pruebas de presión sobre modelos existentes. Las observaciones de galaxias tempranas inesperadamente masivas, agujeros negros primitivos y firmas químicas maduras han empujado a los teóricos a refinar cuán rápido se formaron las estructuras después del Big Bang y cuán eficientemente operó la retroalimentación interna.
CRISTAL-02 añade ahora otro dato a ese esfuerzo de revisión. Sugiere que el universo temprano no solo fue un tiempo de rápida acumulación, sino también de rápido apagado en algunos sistemas, con procesos de retroalimentación capaces de remodelar galaxias en escalas de tiempo relativamente cortas.
Observaciones adicionales determinarán cuán comunes son estas enormes salidas y si bastan por sí solas para producir la población de galaxias quiescentes que Webb ha descubierto. Pero como evidencia directa, este es un paso importante: los astrónomos han sorprendido a un joven sistema de galaxias expulsando aparentemente el material que necesita para sobrevivir como fábrica de estrellas.
Este artículo se basa en un informe de Live Science. Leer el artículo original.
Originally published on livescience.com
