Un estudio realizado por un grupo internacional de astrónomos, dirigido por investigadores de la Universidad de Tokio, mediante el Telescopio Espacial James Webb (JWST), ha permitido descifrar aspectos inéditos sobre la lejana galaxia CEERS2-588, cuya intensa luminosidad ultravioleta desafía la comprensión de la formación galáctica en el universo temprano.
El hallazgo de una densidad inesperadamente alta de galaxias brillantes como esta, apenas 400 millones de años tras el Big Bang, ha alimentado el debate científico acerca de los límites de los modelos actuales sobre la evolución de las primeras estructuras cósmicas, según informaron los autores en su artículo publicado en arXiv.
En las conclusiones del equipo encabezado por Yuichi Harikane, los resultados alcanzados evidencian que la formación estelar en las galaxias masivas de los primeros cientos de millones de años fue más eficiente y se extinguió más rápidamente de lo que predijeron los modelos teóricos. Esta nueva perspectiva, proveniente de la observación directa de CEERS2-588 a través del instrumento de infrarrojo medio (MIRI) a bordo del JWST, pone en entredicho las estimaciones previas sobre la rapidez, la duración y la intensidad de la formación de esas primeras galaxias.
CEERS2-588 fue identificada en 2022 por el proyecto Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) como una galaxia de tipo Lyman-break, situada a un corrimiento al rojo espectroscópico de 11,04. Esta distancia extraordinaria la ubica entre los objetos más remotos observados, y la convierte en una de las galaxias con mayor luminosidad ultravioleta entre las que presentan un desplazamiento al rojo tan elevado. Con una morfología extendida y un radio efectivo estimado en 1.470 años luz, sus propiedades físicas resultan excepcionales en comparación con otros sistemas conocidos a esa escala cósmica.
El análisis detallado, reportado por el equipo de la Universidad de Tokio en arXiv, determinó que la masa de CEERS2-588 alcanza aproximadamente 1.260 millones de masas solares. Esta cifra establece un récord para galaxias con un corrimiento al rojo superior a 10,0 y ningún indicio de actividad de núcleo galáctico activo (AGN). El proceso de formación estelar, aunque disminuido en la actualidad, se ha mantenido en valores destacados: 8,2 masas solares por año, según detalla el estudio.
Un rasgo que distingue a CEERS2-588 es su metalicidad en fase gaseosa comparable al nivel solar. Este hallazgo sorprende por la imposibilidad, hasta ahora, de identificar sistemas masivos y ricos en metales en el entorno del universo primordial, especialmente para valores de desplazamiento al rojo superiores a 10,0. Dicho comportamiento no había sido previsto por los modelos teóricos tradicionales, que asumen galaxias con menor contenido de metales en esta etapa del cosmos.
El relato reconstruido por el grupo de astrónomos con base en el ajuste de la distribución espectral de energía (SED) permitió precisar la cronología de la formación estelar en CEERS2-588. Dicho proceso se habría iniciado entre 100 y 300 millones de años después del Big Bang, seguido por una caída pronunciada en la tasa de formación durante los últimos 10 millones de años. Esta evolución difiere de la observada en otras galaxias de similar lejanía, las cuales suelen exhibir una actividad estelar más sostenida en el tiempo.
Los especialistas consideran que este patrón sugiere un escenario donde la formación estelar ocurre en estallidos intensos y recurrentes, responsables de la elevada luminosidad ultravioleta detectada en CEERS2-588. Los episodios de crecimiento abrupto, alternados con intervalos de inactividad, explican tanto las peculiaridades de su luminosidad como la presencia inesperada de una composición química enriquecida en metales.
A juicio del equipo de Yuichi Harikane, estos procesos explosivos de formación estelar resultan decisivos en la generación temprana de las poblaciones galácticas brillantes. Al respecto, los autores señalaron: “Uno de los principales descubrimientos del Telescopio Espacial James Webb (JWST) es la identificación de una gran población de galaxias luminosas, lo que desafía los modelos teóricos para la formación temprana de galaxias. La densidad numérica inesperadamente alta de estos sistemas ha desencadenado un intenso debate sobre las posibles diferencias en las propiedades físicas de las galaxias en corrimientos al rojo tan extremos y aquellas en corrimientos al rojo más bajos”.
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