Astrónomos observan a una galaxia gigante ensamblándose pieza a pieza 1.200 millones de años después del Big Bang

Un equipo internacional de astrónomos ha captado una escena poco común del universo primitivo: un grupo extremadamente compacto de seis galaxias jóvenes que, con el paso del tiempo, terminaría fusionándose para formar una galaxia mucho más grande. La observación muestra cómo pudo haber ocurrido el crecimiento de algunas de las galaxias más masivas del cosmos cuando el universo tenía apenas 1.200 millones de años de edad.

El hallazgo fue realizado gracias al telescopio espacial James Webb (JWST) y forma parte de un estudio presentado el 13 de julio en el servidor de prepublicaciones 'arXiv'. Los investigadores consideran que este sistema ofrece una oportunidad excepcional para comprender cómo evolucionaban las galaxias en los primeros tiempos del universo.

Seis galaxias atrapadas en pleno proceso de fusión

Según el modelo cosmológico más aceptado, las galaxias no se forman de una sola vez, sino que crecen gradualmente al fusionarse con otras más pequeñas durante miles de millones de años. Por ello, encontrar grupos compactos de galaxias en el universo temprano resulta clave para comprobar esta teoría.

El equipo, liderado por Ronaldo Laishram, del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, estudió un protogrupo de galaxias denominado SCGG-z5, compuesto por seis galaxias cuya distancia fue confirmada mediante observaciones espectroscópicas.

Las imágenes profundas obtenidas por el James Webb revelaron que las seis galaxias ocupan una región de apenas 52.000 años luz de ancho, aproximadamente la mitad del diámetro de la Vía Láctea.

Además, los investigadores comprobaron que tres de ellas forman estrellas a un ritmo igual o superior al esperado para esa época del universo, mientras que una destaca por producir estrellas mucho más rápido de lo habitual.

Las seis galaxias presentan formas irregulares y alteradas, una señal de que ya están interactuando entre sí debido a la gravedad. Los mapas de formación estelar también sugieren que el gas estaría desplazándose hacia el centro de algunas de ellas, alimentando el nacimiento de nuevas estrellas.

Los investigadores explican que "el entorno del grupo ya está diferenciando las trayectorias evolutivas de sus miembros mucho antes de que el sistema termine de fusionarse".

Una futura galaxia con 100.000 millones de masas solares

El estudio también analizó la velocidad con la que se mueven las seis galaxias. Los resultados muestran que se trata de un sistema muy dinámico e inestable, donde las galaxias viajan lo suficientemente rápido como para acercarse entre sí en repetidas ocasiones durante unos 14 millones de años.

Al comparar las observaciones con simulaciones cosmológicas del proyecto EAGLE, los científicos estiman que las seis galaxias acabarán fusionándose en un único sistema aproximadamente 400 millones de años después del momento observado.

A partir de entonces, esa nueva galaxia continuará creciendo hasta alcanzar una masa estelar cercana a las 100.000 millones de masas solares, convirtiéndose posiblemente en la galaxia central más brillante de un futuro cúmulo galáctico.

Los investigadores calculan que todo el proceso, desde el inicio de la formación estelar hasta la fusión completa, se extenderá durante unos 800 millones de años. En ese sentido, consideran que las observaciones muestran un instante excepcional en la evolución del universo.

Como señala el equipo, SCGG-z5 ofrece "evidencia observacional directa sobre cómo comenzaron a formarse los primeros grupos de galaxias del universo". Los científicos esperan que futuras observaciones con el James Webb y el radiotelescopio ALMA permitan confirmar si las interacciones gravitacionales son las responsables de las diferencias observadas entre estas seis galaxias.