ASÍ ERA A VÍA LÁCTEA HAI MILES DE MILLÓNS DE ANOS

Seis galaxias distantes similares á Vía Láctea primitiva / JWST/CEERS/Univ. Texas

Imaxes obtidas polo telescopio Webb revelan que as galaxias remotas similares á Vía Láctea xa posuían barras no seu centro ao principio da súa evolución. Haberá que revisar as teorías de evolución das galaxias de acordo con este descubrimento.

O telescopio espacial Webb continúa ofrecéndonos magníficos resultados. Un dos últimos refírese á evolución das galaxias como a nosa Vía Láctea. O telescopio Webb está moito mellor adaptado para este tema de estudo que o telescopio Hubble. En efecto, unha vantaxe crave do Webb é a súa gran capacidade para observar en detalle algunhas das galaxias máis remotas (e, por tanto, máis novas) do universo. Ao observar no infravermello, pode acceder á luz que tardou miles de millóns de anos en viaxar ata o telescopio. Esta radiación chéganos coa lonxitude de onda alongada segundo foise expandindo o universo, e sen o efecto pantalla que supón o po interestelar na luz visible, pois as ondas infravermellas atravesan esa pantalla sen dificultade.

A galaxia EGS-23205 observada polo Hubble (esquerda) e por Webb (dereita) / HST/JWST/CEERS/Univ. Texas

O vello Hubble non é capaz de identificar a estrutura das galaxias remotas. Tomemos o exemplo EGS-23205, a luz emitida por ela tarda 11 mil millóns de anos en chegar aos nosos telescopios, por tanto, vemos hoxe esa galaxia tal e como era fai uns 11.000 millóns de anos. Na fotografía tomada polo Hubble (imaxe esquerda da figura adxunta), a galaxia é pouco máis que unha mancha, cunha vaga forma de disco, que queda escurecida polo po interestelar. Pero na imaxe tomada polo Webb no infravermello medio (panel dereito da figura adxunta), a mesma galaxia aparece como unha espiral moi ben delineada e cunha clara barra na súa rexión central.

Steven Finkelstein, da Universidade de Texas en Austin, dirixiu a un equipo para realizar unha exploración (denominada Cosmic Evolution Early Release Science Survey, CEERS) de moitas galaxias distantes. Nun primeiro traballo, os astrónomos concentráronse nas imaxes de galaxias con características similares ás da Vía Láctea, pero o máis afastadas posibles. Observando varias destas galaxias a distintas distancias, obtéñense imaxes de galaxias similares á nosa, pero en diferentes etapas das súas vidas. Canto máis afastadas as galaxias, máis temperás obsérvanse na súa evolución.

Dúas das galaxias da mostraxe neste estudo ven tal e como era a Vía Láctea hai 8.400 e 11.000 millóns de anos, isto é, nuns instantes de tempo cando transcorreran 5.400 millóns de anos e 2.800 millóns de anos tras o big bang. Dito doutra maneira, vemos como eran tales galaxias cando o universo tiña entre o 20% e o 39 % da súa idade actual.

As imaxes tomadas polo Webb de seis destas galaxias móstranse na ilustración que encabeza este artigo. Sorprendentemente, incluso as máis temperás destas galaxias, EGS-23205 e EGS-24268, ambas as vistas como eran hai 10.700 e 11.000 millóns de anos, respectivamente, presentan unhas barras moi ben definidas no centro da súa estrutura espiral. As barras observadas teñen tamaños duns 10.000 a 13.000 anos luz.

As barras xogan un papel moi importante na evolución das galaxias: conducen enormes correntes de gas cara ás rexións centrais, contribuíndo así a disparar a formación estelar que, nesas zonas, obsérvase extremadamente activa: ata 10 ou 100 veces máis rápida que no resto das galaxias.

De maneira similar a como levan as materias primas desde unha estación portuaria ás fábricas do interior para manufacturar os produtos, o gas viaxa polas barras cara a esas zonas galácticas centrais para fabricar máis e máis estrelas.

Ademais, parte dese gas acaba caendo nos buracos negros supermasivos que existen nos núcleos de todas as galaxias espirais. Así, os buracos negros van medrando segundo as galaxias van evolucionando.

Obviamente non é posible observar a Vía Láctea desde o exterior. Pero observando a distribución das estrelas e os seus movementos no plano galáctico, sabemos que se trata dunha galaxia espiral barrada moi similar á galaxia próxima NGC6744, que se ilustra na fotografía adxunta. Estudando as poboacións estelares, conclúese que tanto a Vía Láctea como NGC6744 formaron unha gran cantidade de estrelas nas primeiras etapas da súa evolución.

O descubrimento de barras en galaxias espirais moi temperás pode explicar a rápida formación estelar que se observou nas mencionadas NGC6744 e a Vía Láctea. Esclarécese así que, en particular, a Vía Láctea puido formar gran parte das súas estrelas nas primeiras fases da súa evolución.

Pero este descubrimento tamén nos expón novos interrogantes. Como poden formarse estas estruturas en forma de barra tan pronto na evolución das galaxias? Pensábase que as barradas, como a Vía Láctea, eran espirais xa bastante maduras. Agora hai que revisar os modelos de evolución de galaxias para identificar os fenómenos físicos que sexan capaces de estruturar as barras en épocas temperás. O equipo de Finkelstein anuncia que xa está a examinar e testeando diversos modelos teóricos para comprender ben os procesos físicos que moldean as formas das galaxias, para iso utilizan o supercomputador Fronteira da Universidade de Texas en Austin, o máis potente dos computadores existentes en universidades estadounidenses.

Na colaboración CEERS participa case medio centenar de investigadores, entre eles varios españois. O primeiro artigo deste equipo está liderado polo estudante Yuchen Guo (Univ. de Texas), coordinador desta análise, e foi publicado na revista The Astrophysical Journal Letters, o manuscrito pode lerse premendo AQUÍ.