El descubrimiento de ceers-2112 plantea nuevas incógnitas sobre la evolución de las galaxias espirales barradas.
Autor: Mario Pérez Racionero, Graduado en CC Físicas
Imagina que apareces de repente en una habitación desconocida, con una o varias ventanas que dan al exterior. No sabes en qué lugar te encuentras, pero la única forma de descubrirlo es mirando por la ventana. Al hacerlo, verás las casas y edificios del vecindario, lo que tal vez te dé pistas sobre el aspecto y la ubicación de tu hogar, comparando detalles como el tamaño, los materiales de construcción o el estilo arquitectónico. Este proceso es parecido al que siguen los astrofísicos para estudiar la estructura de la Vía Láctea. Como no podemos observarla en su totalidad desde nuestra posición dentro de ella, analizamos otras galaxias similares para comprender la dinámica, composición, masa, tamaño y otras características que nos ayuden a descifrar los secretos de nuestro hogar cósmico.
Vivimos en una galaxia espiral barrada, compuesta por un disco prácticamente plano en el que se encuentran los bazos espirales y un bulbo central alargado (tipo barra) que alberga un agujero negro supermasivo llamado Sagitario A*. Las barras galácticas son estructuras importantes en la vida de las galaxias, ya que canalizan el gas desde el disco hacia el núcleo, alimentando al agujero negro central. Además, facilitan la mezcla de elementos químicos esenciales para la formación de estrellas y planetas, lo que, en última instancia, influye en las condiciones necesarias para el desarrollo de la vida.
Cabe mencionar que, aunque no podamos observar nuestra galaxia desde el exterior, eso no nos impide estudiar sus particularidades desde dentro. Siguiendo esta vía, el telescopio espacial Gaia, de la Agencia Espacial Europea (ESA), desempeñó un papel clave antes de ser apagado recientemente tras 11 años de operaciones. Gaia tenía como objetivo realizar el mayor y más preciso mapa 3D de la Vía Láctea, midiendo 1 800 millones de estrellas registrando datos del 1% de la población estelar galáctica. Gracias a sus datos, hemos podido analizar con gran detalle la distribución de las estrellas en la vecindad del Sol, clasificarlas según su edad, detectar la rotación del disco galáctico y comprender mejor la estructura de los brazos espirales y la barra central de nuestra galaxia.
Sin embargo, dirigir nuestra mirada hacia galaxias lejanas nos ofrece una posibilidad adicional: asomarnos al pasado y reconstruir la evolución de las galaxias a lo largo de la historia del Universo. Aunque en nuestra vida cotidiana nos parezca que la luz se transmite de manera instantánea, la velocidad a la que se propaga la luz es finita. Este hecho tiene profundas implicaciones sobre las relaciones causa-efecto y sobre la transmisión de información.
Debido a las enormes distancias del cosmos, la luz que emiten los cuerpos celestes tarda un tiempo en llegar hasta la Tierra, ofreciéndonos una imagen de cómo eran en el pasado. A modo de ejemplo, la luz de la estrella más cercana a nosotros después del Sol, Próxima Centauri, tarda alrededor de 4 años en recorrer la distancia que nos separa, por lo que en realidad vemos cómo era Próxima Centauri hace 4 años. De la misma manera, con objetos más lejanos podemos observarlos tal y como eran hace miles de millones de años.
Combinando imágenes obtenidas con la cámara infrarroja NIRCam del telescopio espacial James Webb (JWST) y las cámaras ACS y WFC3 del telescopio espacial Hubble (HST), los astrónomos han logrado detectar la galaxia espiral barrada más distante y, por tanto, también la más antigua conocida hasta la fecha [1]. Para ponerlo en perspectiva, si la edad actual del Universo es de aproximadamente 13 800 millones de años, la galaxia ceers-2112, que se encuentra a una distancia de más de 21 000 millones de años luz (considerando la expansión del Universo), la observamos tal y como era cuando el Universo tenía tan solo 2 100 millones de años.
El análisis de las imágenes de ceers-2112 en múltiples longitudes de onda con diferentes modelos matemáticos nos permite estimar propiedades como su morfología, masa estelar, la edad de sus estrellas o la tasa de formación estelar, entre otras. Los resultados proporcionan una pista observacional sobre la cronología de formación de barras y estructuras espirales en esa época temprana del Universo. Un aspecto fundamental para comprender la historia evolutiva de nuestra galaxia.
Los investigadores sospechan que ceers-2112 experimentó un rápido episodio de consumo de gas durante el crecimiento de su disco galáctico que habría permitido que se enfriara y se volviera dinámicamente inestable, facilitando así la formación de una barra que propiciase la migración de estrellas hacia su núcleo. Sin embargo, los modelos cosmológicos no contemplan esta posibilidad, ya que sostienen que las galaxias de esa época eran más ricas en gas y altamente turbulentas, lo que debería haber suprimido o retrasado la formación de estructuras barradas. Este hallazgo sugiere que las simulaciones deberían reproducir discos dominados por bariones (la materia ordinaria de la que estamos compuestos) y no por la materia oscura, a pesar de ser esta última más abundante en el Universo.
Sin duda, este descubrimiento tiene profundas implicaciones, abriendo la puerta a nuevas preguntas y escenarios sobre la evolución de galaxias como la Vía Láctea. Es fascinante cómo el cosmos sigue desafiando nuestras ideas y revelándonos sorpresas que dan lugar a nuevas teorías.
Referencias:
[1] Costantin, L., Pérez-González, P.G., Guo, Y. et al. (2023). A Milky Way-like barred spiral galaxy at a redshift of 3. Nature 623, 499–501. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06636-x.
- Conferencia de Pedro García Lario (15 ene. 2025). “La revolución Gaia”. Planetario de Madrid. https://www.youtube.com/watch?v=gzhYclJG9ew.
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