Observaciones de ALMA y JWST revelan detalles inesperados sobre el rápido crecimiento de una tenue y joven galaxia “en forma de racimo de uvas”, similar a las primeras galaxias tras el Big Bang
Utilizando observaciones del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y del Telescopio Espacial James Webb (JWST), amplificadas por lente gravitacional, un equipo internacional descubrió una galaxia primordial ubicada a solo 930 millones de años del Big Bang (z = 6.072), compuesta por al menos 15 densos cúmulos de formación estelar incrustados en un disco rotante, como un racimo de “Uvas Cósmicas”. Estos grumos, que varían entre 10 y 60 pársecs de tamaño, dominan el 70 % de la luz ultravioleta de la galaxia, transformando lo que sabíamos sobre cómo se formaban las primeras estructuras galácticas. En total, se dedicaron más de 100 horas de observación a este sistema, lo que la convierte en una de las galaxias del universo temprano más intensamente estudiadas.
Aunque en observaciones anteriores del Telescopio Espacial Hubble esta galaxia parecía ser un objeto suave con forma de disco, la poderosa resolución de ALMA y JWST, potenciada por el lente gravitacional, reveló una imagen completamente distinta: una galaxia rotante llena de cúmulos masivos, parecidos a un racimo de uvas. Este hallazgo marca la primera vez que se vinculan estructuras internas a pequeña escala con una rotación a gran escala en una galaxia típica del amanecer cósmico, alcanzando resoluciones espaciales de tan solo 10 pársecs (aproximadamente 30 años luz).
Esta galaxia no representa un caso extremo o raro. Se encuentra exactamente en la “secuencia principal” de formación estelar, masa, tamaño y composición química, lo que indica que probablemente sea representativa de una población más amplia. Si es así, muchas de las galaxias que hoy parecen suaves en las imágenes actuales podrían estar compuestas por subestructuras similares no detectadas debido a los límites de resolución de los instrumentos anteriores.
Como las simulaciones actuales no logran reproducir una cantidad tan grande de cúmulos en galaxias rotantes en épocas tan tempranas, este descubrimiento plantea preguntas clave sobre cómo se forman y evolucionan las galaxias. Sugiere que nuestra comprensión de los procesos de retroalimentación y de la formación de estructuras en galaxias jóvenes necesita una revisión significativa. Las Uvas Cósmicas ofrecen una ventana única al nacimiento y crecimiento de las galaxias, y podrían ser solo las primeras de muchas. Las observaciones futuras serán clave para revelar si estas estructuras grumosas fueron comunes en la juventud del universo.
Información adicional
El artículo científico, titulado “Primordial rotating disk composed of at least 15 dense star-forming clumps at cosmic dawn”, fue publicado en la revista Nature Astronomy por Fujimoto et al.
Este comunicado de prensa se basa en la publicación original del National Radio Astronomy Observatory(NRAO), socio de ALMA en representación de América del Norte.
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE.UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembro, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán (NSTC), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).
La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.
Imágenes
Impresión artística de la galaxia «Uvas Cósmicas», compuesta por al menos 15 cúmulos masivos de formación estelar, muchos más de los que los modelos teóricos actuales predicen que podrían existir dentro de un solo disco giratorio en esta época temprana. Crédito de la imagen: NSF/AUI/NSF NRAO/B. Saxton. Crédito: NSF/AUI/NSF NRAO/B. Saxton.
Las Uvas Cósmicas aparecían inicialmente en datos anteriores del Hubble como una galaxia típica con un disco estelar liso (izquierda). Sin embargo, observaciones posteriores de alta resolución realizadas por el JWST (centro) y ALMA (derecha) revelaron que está compuesta por numerosos cúmulos estelares compactos incrustados en un disco de gas liso y giratorio. Los colores rojo y azul del panel derecho representan los movimientos del gas desplazados al rojo y al azul, respectivamente, que trazan la rotación del disco. Crédito: NSF/AUI/NSF NRAO/B. Saxton
Las Uvas Cósmicas aparecían inicialmente en datos anteriores del Hubble como una galaxia típica con un disco estelar liso. Sin embargo, observaciones posteriores de alta resolución realizadas por el JWST y ALMA revelaron que está compuesta por numerosos cúmulos estelares compactos incrustados en un disco de gas liso y giratorio. Los colores rojo y azul del panel derecho representan los movimientos del gas desplazados al rojo y al azul, respectivamente, que trazan la rotación del disco. Crédito: NSF/AUI/NSF NRAO/B. Saxton
Fuente y Fotografías ®ALMA Observatory
