Desierto de Atacama (Chile).- Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto, gracias a la combinación de observaciones del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y del Telescopio Espacial James Webb (JWST), una galaxia primitiva situada a solo 930 millones de años del Big Bang.
Con un corrimiento al rojo (z) de 6.072 y potenciada por el efecto de una lente gravitacional, esta galaxia se revela como un sistema rotante plagado de al menos 15 densos cúmulos de formación estelar, distribuidos como un racimo de «Uvas Cósmicas».
Cada uno de estos grumos, de entre 10 y 60 pársecs de diámetro, emite la mayor parte de la luz ultravioleta de la galaxia, concentrando hasta un 70 % de su brillo en este rango, y desafiando las teorías vigentes sobre la formación temprana de estructuras galácticas.
El hallazgo, resultado de más de 100 horas de observaciones dedicadas a este único sistema, convierte a esta galaxia en una de las más estudiadas del universo temprano.
Su análisis proporciona una visión sin precedentes de cómo eran las galaxias típicas durante el llamado amanecer cósmico, el periodo en que las primeras generaciones de estrellas y galaxias iluminaban el universo, apenas unos cientos de millones de años después del Big Bang.
En observaciones previas del Telescopio Espacial Hubble, la galaxia aparecía como un objeto suave y con forma de disco, lo que sugería una estructura sencilla y uniforme.
Sin embargo, la combinación de la alta resolución de ALMA y del JWST, junto con el aumento de detalle ofrecido por la lente gravitacional, ha revelado una realidad completamente diferente: una galaxia en rotación repleta de cúmulos masivos, semejantes a un racimo de uvas.
Es la primera vez que se vincula la presencia de estructuras internas de tan pequeña escala con un patrón rotacional a gran escala en una galaxia típica de esta era cósmica, alcanzando resoluciones de tan solo 10 pársecs, equivalentes a unos 30 años luz.
Lejos de ser un objeto anómalo o raro, esta galaxia encaja perfectamente en lo que los astrónomos llaman la «secuencia principal» de formación estelar, es decir, la relación habitual entre la masa, la tasa de formación de estrellas, el tamaño y la composición química que presentan las galaxias en distintas épocas cósmicas.
Esto significa que podría representar una población mucho más amplia de galaxias jóvenes que, debido a las limitaciones de resolución de los telescopios anteriores, han sido observadas como estructuras suaves y carentes de detalle, ocultando la complejidad de sus verdaderas morfologías internas.
La existencia de estos cúmulos densos en una galaxia tan temprana plantea un reto directo a las simulaciones actuales de formación y evolución galáctica. Hasta ahora, los modelos no logran reproducir un número tan elevado de cúmulos masivos en sistemas rotantes en épocas tan antiguas del universo.
Este desajuste indica que es importante repensar las teorías sobre los procesos de retroalimentación estelar, que son los mecanismos que muestran cómo la formación de estrellas afecta al gas alrededor. También se debe considerar el papel de las inestabilidades gravitatorias en la formación de estas estructuras compactas.
Las implicaciones de este descubrimiento son amplias. Si galaxias como las «Uvas Cósmicas» eran comunes en el universo temprano, significa que la formación de cúmulos estelares masivos y compactos no era una rareza, sino una etapa común en el desarrollo de las primeras galaxias.
Además, estos cúmulos podrían ser los ancestros de los cúmulos globulares que aún vemos hoy en la Vía Láctea, lo que abriría una conexión directa entre las condiciones extremas del amanecer cósmico y las estructuras estelares actuales.
El fenómeno de lente gravitacional ha sido crucial en este avance. La distorsión y amplificación de la luz de la galaxia por parte de una gran concentración de masa en primer plano ha permitido a los astrónomos estudiar con un nivel de detalle que, de otro modo, habría sido inalcanzable incluso para los instrumentos más poderosos.
Esta combinación de tecnología de vanguardia y fenómenos naturales del universo ofrece una ventana única al pasado, revelando procesos que marcaron el origen de las galaxias como las conocemos.
El equipo responsable del estudio anticipa que futuras observaciones, tanto con ALMA como con el JWST y otros telescopios de próxima generación, serán esenciales para determinar si las «Uvas Cósmicas» son un fenómeno aislado o, por el contrario, una característica generalizada de las galaxias jóvenes.
De confirmarse lo segundo, se abriría una nueva etapa en la astrofísica, obligando a reescribir buena parte de lo que se cree sobre el nacimiento y evolución de las primeras estructuras cósmicas. Lo que antes parecía un disco uniforme podría, en realidad, ser un enjambre de cúmulos masivos trabajando juntos para encender las primeras luces del universo.
