Un enorme disco giratorio aparece en el universo primitivo

El descubrimiento con el telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) de una galaxia de disco giratorio masivo, vista cuando el universo tenía solo el diez por ciento de su edad actual, desafía los modelos tradicionales de formación de galaxias.

La galaxia DLA0817g, apodada 'Disco Wolfe' por el fallecido astrónomo Arthur M. Wolfe, es la galaxia de disco giratorio más distante jamás observada. La capacidad de ALMA hizo posible ver esta galaxia girando a 272 kilómetros por segundo, similar a nuestra Vía Láctea. Su hallazgo se publica en Nature.

"Si bien los estudios previos insinuaron la existencia de estas primeras galaxias de disco ricas en gases rotativos, gracias a ALMA ahora tenemos evidencia inequívoca de que ocurren tan pronto como 1.500 millones de años después del Big Bang", explica el autor principal Marcel Neeleman del Max Planck Instituto de Astronomía en Heidelberg (Alemania).

¿Cómo se formó?

El descubrimiento del 'Disco Wolfe' ofrece un desafío para muchas simulaciones de formación de galaxias, que predicen que las galaxias masivas en este punto de la evolución del cosmos crecieron a través de muchas fusiones de galaxias más pequeñas y acumulaciones calientes de gas.

"La mayoría de las galaxias que encontramos al principio del universo parecen restos de un tren porque experimentaron una fusión consistente y a menudo 'violenta' --explica Neeleman en un comunicado--. Estas fusiones en caliente dificultan la formación de discos rotativos en frío bien ordenados como observamos en nuestro universo actual".

En la mayoría de los escenarios de formación de galaxias, las galaxias solo comienzan a mostrar un disco bien formado alrededor de 6.000 millones de años después del Big Bang. El hecho de que los astrónomos encontraron una galaxia de disco cuando el universo tenía solo el diez por ciento de su edad actual, indica que otros procesos de crecimiento deben haber dominado.

"Creemos que el 'Disco Wolfe' ha crecido principalmente a través de la acumulación constante de gas frío --apunta J. Xavier Prochaska, de la Universidad de California Santa Cruz y coautor del artículo--. Aun así, una de las preguntas que quedan es cómo ensamblar una masa de gas tan grande mientras se mantiene un disco giratorio relativamente estable".

El equipo también utilizó el Very Large Array (VLA) Karl G. Jansky (VLA) de la National Science Foundation y el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA para obtener más información sobre la formación de estrellas en el 'Disco Wolfe'.

En longitudes de onda de radio, ALMA observó los movimientos de la galaxia y la masa de gas atómico y polvo, mientras que el VLA midió la cantidad de masa molecular, el combustible para la formación de estrellas. En luz ultravioleta, Hubble observó estrellas masivas.

"La tasa de formación de estrellas en el 'Disco Wolfe' es al menos diez veces mayor que en nuestra propia galaxia --destaca Prochaska--. Debe de ser una de las galaxias de disco más productivas del universo primitivo".

El 'Disco Wolfe' fue descubierto por primera vez por ALMA en 2017. Neeleman y su equipo encontraron la galaxia cuando examinaron la luz de un quásar más distante. La luz del cuásar se absorbió al pasar a través de un enorme depósito de gas hidrógeno que rodeaba la galaxia, y así se reveló.

En lugar de buscar luz directa de galaxias extremadamente brillantes, pero más raras, los astrónomos utilizaron este método de 'absorción' para encontrar galaxias más débiles y más 'normales' en el universo primitivo.

"El hecho de que hayamos encontrado el 'Disco Wolfe' usando este método nos dice que pertenece a la población normal de galaxias presentes en los primeros tiempos --apunta Neeleman--. Cuando nuestras observaciones más recientes con ALMA mostraron sorprendentemente que está girando, nos dimos cuenta de que las primeras galaxias de disco giratorio no son tan raras como pensábamos y que debería haber muchas más".

"Esta observación ejemplifica cómo se mejora nuestra comprensión del universo con la sensibilidad avanzada que ALMA aporta a la radioastronomía", destaca Joe Pesce, director del programa de astronomía de la National Science Foundation, que financia el telescopio. "ALMA nos permite hacer hallazgos nuevos e inesperados con casi todas las observaciones".

Con información de Europa Press