Los astrónomos han sido testigos, por primera vez, de una galaxia espiral en los inicios del Universo, miles de millones de años antes de que se formasen otras galaxias espirales. En las conclusiones de las que se informa en el ejemplar del 19 de julio de la revista Nature, los astrónomos dicen que la descubrieron mientras usaban el telescopio espacial Hubble para tomar imágenes de unas 300 galaxias muy lejanas en los inicios del Universo y estudiar sus propiedades. Esta lejana galaxia espiral se observa tal y como era hace unos tres mil millones de años después del Big Bang, y la luz procedente de esta parte del Universo ha estado viajando hacia la Tierra durante unos 10.700 millones de años.
“Conforme retrocedes en el tiempo hacia los inicios del Universo, las galaxias tienen un aspecto realmente extraño, grumosas e irregulares, no simétricas”, dice Alice Shapley, profesora asociada de física y astronomía en UCLA, y coautora del estudio. “La enorme mayoría de viejas galaxias tienen el aspecto de accidentes de trenes. Nuestra primera impresión fue, ¿por qué ésta es tan diferente y tan hermosa?”
Las galaxias del Universo actual se dividen en varios tipos, incluyendo galaxias espirales como nuestra propia Vía Láctea, que son discos rotantes de estrellas y gas donde se forman las nuevas estrellas, y las galaxias elípticas, que incluyen las estrellas viejas más rojas que se mueven en direcciones aleatorias. La mezcla de estructuras galácticas en los inicios del Universo es bastante distinta, con una mayor diversidad y una fracción superior de galaxias irregulares, dice Shapley.
“El hecho de que exista esta galaxia es asombroso”, dice David Law, autor principal del estudio y becario posdoctoral en el Instituto Dunlap de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Toronto. “La visión actual sostiene que tales galaxias espirales de “gran diseño” simplemente no existían en una época tan temprana de la historia del Universo”. Una galaxia de “gran diseño” tiene brazos espirales prominentes y bien formados.
La galaxia, que se conoce por el nada glamuroso nombre de BX442, es bastante grande en comparación con otras galaxias de esta época inicial del Universo; sólo unas 30 de las galaxias analizadas por Law y Shapley son tan masivas como ésta.
Para lograr una visión más profunda de la imagen única de BX442, Law y Shapley fueron al observatorio W.M. Keck en la cima del volcán extinto Mauna Kea, en Hawai, y usaron un instrumento de vanguardia único conocido como espectrógrafo OSIRIS, construido por James Larkin, profesor de física y astronomía de UCLA. Estudiaron espectros de 3.600 posiciones alrededor de BX442, lo que proporcionó una valiosa información que les permitió determinar que, en realidad, era una galaxia espiral giratoria, y no, por ejemplo, dos galaxias que se habían alineado en la imagen.
“Primero pensamos que podría ser simplemente una ilusión, y que tal vez la imagen nos llevaba por un mal camino”, dice Shapley. “Lo que encontramos cuando tomamos la imagen espectral de esta galaxia es que los brazos espirales pertenecen a la misma. No era una ilusión. Quedamos totalmente desconcertados”. Law y Shapley también vieron pruebas de un enorme agujero negro en el centro de la galaxia, el cual puede desempeñar un papel en la evolución de BX442.
¿Por qué BX442 tiene el aspecto de galaxias que son tan comunes actualmente pero eran tan raras entonces?
Law y Shapley creen que la respuesta puede tener que ver con una galaxia enana compañera, que el espectrógrafo OSIRIS revela como una mancha en la parte superior izquierda de la imagen, y la interacción gravitatoria entre ellas. El apoyo a esta idea procede de una simulación numérica llevada a cabo por Charlotte Christensen, becaria posdoctoral en la Universidad de Arizona y coautora de la investigación de Nature. Finalmente, la pequeña galaxia está abocada a fusionarse con BX442, señala Shapley.
“BX442 tiene el aspecto de una galaxia cercana, pero en los inicios del Universo las galaxias colisionaban entre ellas con mucha frecuencia”, dice. “El gas llovía desde el medio intergaláctico y alimentaba las estrellas, que se formaban a una tasa mucho mayor que la actual; los agujeros negros crecían también a una velocidad mucho mayor. El Universo actual es aburrido en comparación con esta época”.
Law, antigua becaria de posdoctorado Hubble en UCLA, y Shapley seguirán estudiando BX442.
“Queremos tomar imágenes de esta galaxia en otras longitudes de onda”, dice Shapley. “Esto nos dirá qué tipo de estrellas hay en cada posición de la galaxia. Queremos cartografiar la mezcla de estrellas y gas de BX442″.
Shapley dice que BX442 representa un vínculo entre las galaxias primigenias, que eran mucho más turbulentas, y las galaxias espirales que vemos a nuestro alrededor. “De hecho, esta galaxia puede poner de relieve la importancia de las interacciones de fusión en cualquier época cósmica para crear una estructura espiral de gran diseño”, añade.
Estudiar BX442 probablemente ayudará a los astrónomos a comprender cómo se forman las galaxias espirales como la Vía Láctea, comenta Shapley.
Fuente: Ciencia Kanija
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