Madrid, 3 Oct (EUROPA PRESS) – Las primeras galaxias del Universo reveladas por el telescopio espacial Webb podrían no ser tan masivas después de todo, según muestran nuevas simulaciones.
Las primeras galaxias del Universo reveladas por el telescopio espacial Webb son estructuras evolucionadas, según muestran nuevas simulaciones.
Normalmente, el brillo de una galaxia viene determinado por su masa, pero nuevos hallazgos de astrofísicos, dirigidos por la Universidad Northwestern, sugieren que galaxias de menor masa pueden brillar con el mismo fulgor debido a estallidos brillantes e irregulares de formación estelar.
Según los autores, publicado en la revista Astrophysical Journal Letters, el descubrimiento no sólo explica por qué las galaxias jóvenes parecen falsear sus masas, sino que también se ajusta al Modelo Estándar de la cosmología.
El descubrimiento de estas galaxias fue una gran sorpresa. Porque eran mucho más brillantes de lo esperado.
Normalmente, las galaxias son brillantes porque son grandes. Pero estas galaxias se formaron en los albores del Universo, por lo que no ha transcurrido suficiente tiempo desde el Big Bang. ¿Cómo se formaron tan rápidamente galaxias tan grandes? Nuestras simulaciones demuestran que no hay nada malo en que las galaxias se formaran con este brillo en los albores del Universo”.
Guochao Sun, que dirigió el estudio, añadió: ‘La clave está en reproducir una cantidad suficiente de luz en un sistema en poco tiempo. Esto puede ocurrir porque el sistema sea realmente masivo o porque tenga la capacidad de producir grandes cantidades de luz rápidamente. En este último caso, el sistema estelar no tiene por qué ser tan masivo. Cuando la formación estelar se produce en ráfagas, “se emiten destellos de luz. Por eso vemos una serie de galaxias muy brillantes”.
Faucher-Giguère es Profesor Asociado de Física y Astronomía en el Weinberg College of Arts and Sciences de la Northwestern University y miembro del Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinar en Astrofísica (CIERA). Sun es becario postdoctoral del CIERA en la Universidad Northwestern.
En el nuevo estudio, el equipo de Sun y Faucher-Giguère utilizó simulaciones informáticas avanzadas para modelizar cómo se formaron las galaxias inmediatamente después del Big Bang. La simulación produjo galaxias en los albores del Universo tan brillantes como las observadas por el JWST. Las simulaciones forman parte del proyecto FIRE (Feedback of Relativistic Environments), puesto en marcha por Faucher-Giguère en colaboración con colaboradores del Instituto de Tecnología de California, la Universidad de Princeton y la Universidad de California en San Diego. FIRE.
Las simulaciones FIRE combinan la teoría astrofísica con sofisticados algoritmos para modelizar la formación de galaxias. El modelo permite a los investigadores estudiar cómo se forman, crecen y cambian de forma las galaxias, teniendo en cuenta la energía, la masa, el momento y los elementos químicos devueltos por las estrellas.
El equipo de Sun y Faucher-Giguère descubrió que las estrellas se forman en ráfagas cuando realizaron simulaciones que modelizaban las primeras galaxias formadas en los albores del Universo. En galaxias masivas como la Vía Láctea, las estrellas se forman a un ritmo constante y su número aumenta gradualmente con el tiempo. Sin embargo, lo que se conoce como formación estelar en ráfaga se produce cuando las estrellas se forman alternativamente, con muchas estrellas formándose a la vez, seguidas de millones de años de casi ninguna nueva formación estelar y, a continuación, muchas estrellas formándose de nuevo.
La formación estelar en ráfaga es especialmente común en galaxias de baja masa. Los detalles de por qué ocurre esto todavía se están estudiando. Pero lo que creemos es que las estrellas se forman en ráfagas, y después de unos pocos millones de años estas estrellas explotan como supernovas. El gas expulsado vuelve a caer para formar nuevas estrellas, impulsando el ciclo de formación estelar.
Pero cuando una galaxia adquiere suficiente masa, su gravedad se hace aún más fuerte. Ni siquiera la explosión de una supernova es suficiente para expulsar el gas del sistema. La gravedad mantiene la galaxia unida y la lleva a un estado estacionario”.
Las simulaciones también podrían producir el mismo número de galaxias brillantes que las reveladas por el JWST. En otras palabras, el número de galaxias brillantes predichas por la simulación coincidía con el número de galaxias brillantes observadas.
Otros astrofísicos han planteado la hipótesis de que la formación estelar explosiva podría ser la responsable del brillo inusual de las galaxias en los albores del Universo, pero los investigadores de la Universidad Northwestern son los primeros en demostrar que esto es posible utilizando simulaciones informáticas detalladas. Además, han demostrado que esto es posible sin añadir nuevos elementos que no se ajusten al modelo estándar de nuestro Universo, afirman los investigadores de la Universidad Northwestern en un comunicado.
