¿Por qué las primeras galaxias del universo tienen un brillo inusual?

El misterioso brillo de las primeras galaxias del universo, descubiertas por el telescopio James Webb, podría deberse a la formación estelar en ráfagas.

Las primeras galaxias del universo «deslumbraron» a los científicos por una razón extraordinaria: eran demasiado brillantes. En las imágenes captadas por el Telescopio Espacial James Webb parecían demasiado masivas y demasiado maduras para haberse formado después del Big Bang. El hallazgo llevó a algunos físicos a cuestionar el modelo estándar de cosmología, planteándose si debía ser modificado o no.

«Sería como si un bebé se convirtiera en adulto en tan solo un par de años», señalaron en un comunicado los autores de un estudio publicado en Astrophysical Journal Letters, en el cual buscan dar respuesta a ese brillo que parecía inexplicable.

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Las primeras galaxias y la formación de estrellas

ESA/Webb, NASA & CSA, J. Lee y PHANGS-JWST

A partir de simulaciones, el equipo de la Universidad Northwestern reveló que estas galaxias podrían no ser tan masivas como se creía. Aunque el brillo típicamente se relaciona con la masa, los nuevos datos sugieren que las galaxias menos masivas pueden brillar intensamente debido a estallidos irregulares de formación estelar. Este hallazgo no solo aclara la aparente masividad de las galaxias jóvenes, sino que también se ajusta al modelo estándar de cosmología.

El equipo empleó simulaciones avanzadas para recrear la formación de galaxias poco después del Big Bang. Estas generaron galaxias del amanecer cósmico que igualaba en brillo a las observadas por el Webb. El proyecto, denominado «Feedback of Relativistic Environments» (FIRE), modeló las primeras galaxias surgidas en el amanecer cósmico y descubrió un fenómeno llamado «formación estelar en ráfagas». Esta formación ocurre cuando las estrellas se forman en un patrón alterno: períodos con muchas estrellas seguidos de largos lapsos con pocas estrellas nuevas y luego nuevamente con muchas en formación.

«La formación de estrellas en ráfagas es especialmente común en galaxias de baja masa», dijo Faucher-Giguère. «Los detalles de por qué sucede esto todavía son objeto de investigación en curso. Pero lo que creemos que sucede es que se forma una explosión de estrellas y luego, unos millones de años después, esas estrellas explotan como supernovas».

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El amanecer cósmico captado por el James Webb

El amanecer cósmico, que se extendió desde aproximadamente 100 millones de años hasta mil millones de años después del Big Bang, se caracterizó por la formación de las primeras estrellas y galaxias en el universo. Antes del lanzamiento del James Webb, los científicos tenían un conocimiento limitado acerca de este remoto período.

«El Webb nos aportó muchos conocimientos sobre el amanecer cósmico«, explicó Sun en un comunicado. “Antes del telescopio la mayor parte de nuestro conocimiento sobre el universo temprano era especulación basada en datos de muy pocas fuentes. Con el enorme aumento en el poder de observación, podemos ver detalles físicos sobre las galaxias y usar esa evidencia observacional sólida para estudiar la física y comprender lo que está sucediendo».