Investigadores de la Universidad de Columbia analizaron imágenes tomadas por el telescopio espacial James Webb de la NASA y descubrieron que las galaxias en el universo temprano eran a menudo planas y alargadas, como baguettes, y rara vez redondas, como masa de pizza.
La forma de una muestra de galaxias distantes determinada por el estudio Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) del Telescopio Espacial James Webb. Fuente: NASA, ESA, CSA, STScI, Steve Finkelstein (UTAustin), Micaela Bagley (UTAustin), Rebecca Larson (UTAustin)
"Entre el 50 y el 80 por ciento de las galaxias que estudiamos parecen ser planas en dos dimensiones", explicó Viraj Pandya, investigador del Hubble de la NASA en la Universidad de Columbia. "Las galaxias que parecen palitos de pan alargados parecen haber aumentado de tamaño desde el principio". "Son muy comunes en el universo primitivo, lo cual es sorprendente porque no son comunes en las galaxias del universo actual", es el autor principal de un nuevo artículo que se publicará en The Astrophysical Journal en el que se describe el descubrimiento.
El equipo se centró en una gran colección de imágenes en el infrarrojo cercano proporcionadas por el telescopio Webb, conocido como estudio Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), para identificar galaxias que se estima que existían cuando el universo tenía entre 600 y 6 mil millones de años.
La mayoría de las galaxias distantes parecen baguettes, mientras que otras tienen forma de porciones de pizza y bolas de masa de pizza. Este grupo de galaxias parece ser el tipo de galaxia más pequeño y el menos común. Las galaxias con forma de pizza son tan grandes como las galaxias con forma de baguette en su eje más largo. Son más comunes en el universo cercano, que está formado por galaxias más antiguas y maduras debido a la expansión del universo.
La forma pasada de la Vía Láctea y la evolución de las galaxias
Si pudiéramos retroceder miles de millones de años, ¿a qué categoría pertenecería la Vía Láctea? "Nuestra mejor suposición es que podría haberse parecido más a un palito de pan", dijo el coautor Haowen Zhang, estudiante de doctorado de la Universidad de Arizona en Tucson. "Esta hipótesis se basa en parte en nueva evidencia del Telescopio Webb, que los teóricos han utilizado para estimar la masa de la Vía Láctea hace miles de millones de años, lo que sugiere que probablemente haya tenido forma de palito de pan en el pasado distante".
Estas galaxias distantes también son mucho menos masivas que las galaxias espirales y elípticas cercanas: son las precursoras de galaxias más masivas como la nuestra. "En el universo primitivo, las galaxias tenían un tiempo mucho más corto para crecer", dijo el coautor Kartheik Iyer de la Universidad de Columbia y miembro del Hubble de la NASA. "Identificar otras clases de galaxias primitivas es apasionante; ahora hay mucho más que analizar. Ahora podemos estudiar la relación entre la forma de las galaxias y su apariencia, y predecir mejor cómo se formaron con mayor detalle".
El Telescopio Espacial Hubble se lanzó en 1990 y todavía hoy recopila datos. "El Hubble ha mostrado durante mucho tiempo muchas galaxias alargadas", explicó el coautor del Hubble, Marc Huertas-Company, científico investigador del Instituto de Astrofísica de las Islas Canarias. Pero los investigadores todavía quieren saber: ¿el telescopio Webb, que se lanzará en 2021, será mejor para mostrar más detalles porque es más sensible a la luz infrarroja? "Webb confirmó que Hubble no pasó por alto ninguna característica adicional en las galaxias que observó al mismo tiempo. Además, Webb nos mostró muchas galaxias más distantes con formas similares, todo con gran detalle", dijo Huertas-Company.
Comprender las formas de las primeras galaxias
Una pregunta, por supuesto, es por qué las galaxias primitivas tienden a ser tan planas y alargadas. Una hipótesis, explicó Pandya, es que el universo primitivo pudo haber estado lleno de filamentos de materia oscura que formaban un "fondo esquelético" o "autopista cósmica" que dirigía el gas y las estrellas hacia él. Estos filamentos todavía están presentes, pero a medida que el universo se expandió, se dispersaron más, por lo que es menos probable que contribuyan a la formación de galaxias con forma de pan.
"Las galaxias se han vuelto locas" y futuras investigaciones
El artículo se llama "Galaxies Going Bananas", otra analogía alimentaria que se les ocurrió a los autores mientras estudiaban los datos. Cuando los autores compararon las proporciones de las galaxias con la longitud de su eje más largo, descubrieron que el gráfico resultante se parecía mucho a los plátanos, una forma que reflejaba su forma elipsoidal alargada (es decir, palito de pan). "Banana es otra forma de decir que estas galaxias esencialmente alargadas parecen haber sido las galaxias dominantes en los primeros 4 mil millones de años del universo", dijo Pandya.
Los investigadores no sólo necesitan un tamaño de muestra de Webb más grande para refinar aún más las propiedades y ubicaciones precisas de las galaxias distantes, sino que también necesitan dedicar un tiempo considerable a ajustar y actualizar sus modelos para reflejar mejor las geometrías precisas de las galaxias distantes. "Estos son sólo los primeros resultados", afirmó la coautora Elizabeth McGrath, profesora asociada del Colby College en Waterville, Maine. "Tendremos que profundizar en los datos para descubrir exactamente qué está pasando, pero estamos muy entusiasmados con estas primeras tendencias".
Fuente compilada: ScitechDaily