Los investigadores que analizaron imágenes tomadas por el telescopio espacial James Webb de la NASA descubrieron que las galaxias en el universo primitivo eran a menudo planas y alargadas, como tablas de surf y fideos, y rara vez redondas.
"Alrededor del 50 al 80 por ciento de las galaxias que estudiamos parecen planas en dos dimensiones", explicó el primer autor Viraj Pandya, miembro del Hubble de la NASA en la Universidad de Columbia en Nueva York. "Las galaxias que parecen fideos o tablas de surf parecen ser muy comunes en el universo primitivo, lo cual es sorprendente porque no son tan comunes en las cercanías.
El equipo se centró en una gran franja de imágenes del infrarrojo cercano proporcionadas por Webb, conocida como el estudio Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), y destacó galaxias que se estima que existían cuando el universo tenía entre 600 y 6 mil millones de años.
Las galaxias más distantes parecen tablas de surf y fideos, mientras que otras tienen forma de frisbees y pelotas de voleibol. Las galaxias "voleibol" o esféricas son el tipo más compacto de "océano" cósmico y el menos descubierto. Los discos voladores son tan grandes como tablas de surf y galaxias espagueti en el horizonte, pero son mucho más comunes cerca de la costa en el universo cercano. (Compárese en la imagen de abajo).
El equipo de Pandya identificó cuatro clasificaciones principales, como los objetos tridimensionales y las secciones transversales que se muestran arriba. Están ordenados de menor a mayor frecuencia.
En la parte superior izquierda, el estudio de Webb reveló una clasificación que era rara en el universo primitivo pero que es común hoy en día: galaxias con forma de esferas o pelotas de voleibol. Arriba a la derecha hay un disco plano o disco volador, que es sólo un poco más común.
La forma dominante de la galaxia temprana parece plana y alargada, como una tabla de surf en la parte inferior izquierda o un fideo en la parte inferior derecha. Estas dos formas representan entre el 50 y el 80 por ciento de todas las galaxias distantes que han estudiado hasta ahora, lo cual es una sorpresa, ya que estas formas no son comunes en las galaxias cercanas. Fuente: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI), VirajPandya (Universidad de Columbia), HaowenZhang (Universidad de Arizona), Lucy Reading-Ikkanda (Fundación Simmons)
Si pudiéramos retroceder el reloj hace miles de millones de años, ¿a qué categoría pertenecería la Vía Láctea? "Nuestra mejor suposición es que podría parecerse más a una tabla de surf", dijo el coautor Haowen Zhang, estudiante de doctorado en la Universidad de Arizona en Tucson. "Esta hipótesis se basa en parte en nueva evidencia del telescopio Webb: los teóricos han estimado la masa de la Vía Láctea hace miles de millones de años 'haciendo retroceder el reloj', lo que se correlaciona con su forma en ese momento".
Estas galaxias distantes también son mucho menos masivas que las galaxias espirales y elípticas cercanas, 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 e investigador del Hubble de la NASA. "Identificar otras categorías de galaxias primitivas es apasionante; hay mucho más que analizar ahora. Ahora podemos estudiar la relación entre las formas de las galaxias y su apariencia y predecir mejor cómo se formaron con mayor detalle".
La sensibilidad del telescopio Webb, las imágenes de alta resolución y la experiencia en luz infrarroja permitieron al equipo identificar rápidamente las características de muchas galaxias CEERS y construir sus modelos geométricos tridimensionales. Pandya también dijo que su trabajo no sería posible sin la extensa investigación realizada por los astrónomos utilizando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA.
Durante décadas, Hubble nos ha cautivado con sus imágenes de algunas de las primeras galaxias, comenzando con sus primeras observaciones del "espacio profundo" en 1995 y continuando con sus innovadoras observaciones, la Observación del Legado Extragaláctico Profundo en el Infrarrojo Cercano de la Asamblea Cósmica. Los estudios del cielo profundo como este producen más datos estadísticos, lo que ayuda a los astrónomos a crear potentes modelos tridimensionales de galaxias distantes a lo largo del tiempo cósmico. Ahora Webb está ayudando a fortalecer esos esfuerzos, agregando una gran cantidad de datos sobre galaxias distantes más allá del alcance del Hubble y revelando el universo temprano con más detalle que nunca.
Las imágenes de Webb del universo primitivo, que parecían olas del océano, proporcionan nueva evidencia. Marc Huertas-Company, científico investigador del Instituto de Astrofísica de las Islas Canarias, explicó: "El Hubble ya ha observado grandes galaxias. Pero los investigadores aún se preguntaban: ¿sería mejor mostrar más detalles si fuera sensible a la luz infrarroja? Webb confirmó que Hubble no pasó por alto ninguna característica adicional en las galaxias que observaron al mismo tiempo. Además, Webb también nos mostró muchas galaxias más distantes con formas similares, todas con gran detalle.
Todavía existen lagunas en nuestro conocimiento: los investigadores no sólo necesitan una muestra más grande de Webb para refinar aún más las propiedades y ubicaciones precisas de las galaxias distantes, sino que también necesitan dedicar mucho tiempo a ajustar y actualizar sus modelos para reflejar mejor la geometría precisa 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