Utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST) y el Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array (ALMA), astrónomos han descubierto 70 galaxias antiguas y polvorientas que se formaron sorprendentemente temprano en la historia del universo. Estas galaxias, observadas tal como existían menos de mil millones de años después del Big Bang, contienen niveles inesperadamente altos de elementos pesados (“metales”), lo que desafía los modelos actuales de evolución galáctica.
Riqueza inesperada de metales
Los modelos cosmológicos actuales predicen que los elementos pesados no deberían haber estado presentes en tal abundancia en una etapa tan temprana del universo. Las estrellas forjan estos elementos más pesados mediante fusión nuclear, y se esperaba que las generaciones iniciales de estrellas fueran relativamente pobres en metales. Sin embargo, estas galaxias recién descubiertas ya eran ricas en metales, lo que implica que la formación de estrellas comenzó antes y de manera más eficiente de lo que se pensaba anteriormente.
Según Jorge Zavala de la Universidad de Massachusetts Amherst, “las galaxias polvorientas son galaxias masivas con grandes cantidades de metales y polvo cósmico… Y estas galaxias son muy antiguas, lo que significa que las estrellas se estaban formando en el universo primitivo, antes de lo que predicen nuestros modelos actuales”.
Cómo ocurrió el descubrimiento
La investigación comenzó cuando ALMA identificó una población de 400 galaxias brillantes y polvorientas. Las observaciones posteriores del JWST redujeron esta lista a 70 candidatos débiles en el borde del universo observable, muchos de ellos nunca antes vistos. Combinando datos de ambos telescopios, los astrónomos confirmaron que estas galaxias se formaron ya 500 millones de años después del Big Bang. Esta línea de tiempo obliga a reevaluar la rapidez con la que se desarrollaron las estructuras galácticas después del nacimiento del universo.
Conectando los puntos
Estas galaxias antiguas parecen vinculadas a otros dos tipos de galaxias previamente descubiertos: galaxias extremadamente brillantes que forman estrellas y galaxias más antiguas y “inactivas” que ya no producen estrellas. Zavala compara esto con tener “instantáneas del ciclo de vida de estas raras galaxias”. Las galaxias brillantes representan la juventud, las galaxias inactivas representan la vejez y las galaxias polvorientas recién descubiertas llenan el vacío cuando son adultos jóvenes.
Esta conexión sugiere que nuestra comprensión de la evolución galáctica es incompleta. Si estas tres poblaciones están realmente relacionadas, entonces la formación de estrellas debe haber comenzado antes y haber avanzado más rápidamente de lo que permiten las teorías existentes.
Se necesita más investigación para solidificar estas conexiones, pero la evidencia actual implica que nuestra línea de tiempo cósmica necesita revisión. El descubrimiento de estas primeras galaxias ricas en metales plantea preguntas fundamentales sobre cómo se formaron las estrellas y maduraron las galaxias en la infancia del universo.
