Tres 'monstruos rojos' desafían los modelos de formación de galaxias

Observaciones con el telescopio espacial Webb han identificado 3 galaxias ultramasivas -casi tan masivas como la Vía Láctea- que ya existían en los primeros mil millones de años después del Big Bang.

Los resultados, obtenidos con el espectrógrafo NIRCam/grism para medir con precisión las distancias y las masas estelares de las galaxias, indican que la formación de estrellas en el universo temprano fue mucho más eficiente de lo que se creía anteriormente, desafiando los modelos existentes de formación de galaxias. El estudio se publica en Nature.

En el modelo teórico preferido por los científicos, las galaxias se forman gradualmente dentro de grandes halos de materia oscura. Los halos de materia oscura capturan gas (átomos y moléculas) en estructuras ligadas gravitacionalmente. Por lo general, solo un 20% de este gas se convierte en estrellas en las galaxias.

Sin embargo, los nuevos hallazgos de un equipo internacional dirigido por la UNIGE (Universidad de Ginebra) con el telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA desafían esta visión. Los resultados revelan que las galaxias masivas del Universo primitivo pueden haber sido mucho más eficientes en la formación de estrellas que sus contrapartes posteriores, creciendo mucho más rápido de lo que se creía anteriormente.

Al analizar las galaxias en el sondeo FRESCO, los científicos descubrieron que la mayoría de las fuentes se ajustan a los modelos existentes. Sin embargo, también encontraron tres galaxias sorprendentemente masivas, con masas estelares comparables a la Vía Láctea actual. Estas forman estrellas casi el doble de eficientemente que sus contrapartes de menor masa y las galaxias de épocas posteriores. Debido a su alto contenido de polvo, que les da una apariencia roja distintiva en las imágenes del JWST, se las ha denominado los tres "Monstruos Rojos".

"Nuestros hallazgos están redefiniendo nuestra comprensión de la formación de galaxias en el Universo primitivo", dice en un comunicado el Dr. Mengyuan Xiao, autor principal del nuevo estudio e investigador postdoctoral en el Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE. "Las propiedades masivas de estos 'Monstruos Rojos' apenas se habían determinado antes del JWST, ya que son ópticamente invisibles debido a la atenuación del polvo", explica el Dr. David Elbaz, director de investigación del CEA Paris-Saclay.

El equipo internacional ha desarrollado un nuevo programa con el JWST para analizar sistemáticamente una muestra completa de galaxias con líneas de emisión dentro de los primeros mil millones de años de historia cósmica. Este enfoque permitió al equipo lograr estimaciones precisas de distancias y mediciones fiables de masas estelares para toda la muestra de galaxias.

Aunque estos hallazgos no entran en conflicto con el modelo cosmológico estándar, plantean nuevas preguntas para las teorías de formación de galaxias, en particular la cuestión de la existencia de 'demasiadas galaxias, demasiado masivas' en el Universo primitivo. Los modelos actuales pueden tener que considerar procesos únicos que permitieron que ciertas galaxias masivas primitivas lograran una formación estelar tan eficiente y, por lo tanto, se formaran muy rápidamente, en etapas muy tempranas del Universo.