Los astrónomos del Centro Cosmic Dawn han revelado con imágenes capturadas por el telescopio espacial James Webb la formación de las galaxias en el universo primordial. En un artículo publicado en Astronomy & Astrophysics (ref.), han ilustrado una protogalaxia similar a la Vía Láctea, vista en un momento en que se está formando de galaxias más pequeñas. La descubrimiento amplifica nuestra comprensión de cómo se forman las galaxias.
Desde las protogalaxias a las galaxias actuales
Según el modelo actual de formación de las estructuras en el universo, las galaxias nacen de manera jerárquica. Partiendo de estructuras formadas en el universo primordial, luego se fusionan para generar estructuras más grandes. La predicción teórica basada en simulaciones computarizadas se verifica con las observaciones de galaxias en diferentes eras del universo. Para observar el ensamblaje de estas estructuras, debemos mirar más atrás en el tiempo, por lo que es necesario mirar lo más lejos posible.
Pero estas fuentes son tanto muy pequeñas como muy débiles y su detección requiere tecnologías muy avanzadas. En el artículo, se ha prestado atención a la fuente de lo que probablemente hoy es una galaxia enorme, del tamaño de la Vía Láctea. Este grupo de galaxias más pequeñas, apodado CGG-z5, se encontró a través del programa de observación llamado CEERS con el James Webb Space Telescope.
“Desarrollé el software durante mis estudios para detectar este tipo de estructuras, y ahora lo hemos aplicado a los datos del programa CEERS”, afirma Nikolaj Sillassen. “Es fantástico ver lo útil que se está volviendo mi software”. “Los otros miembros del grupo son ambos pequeños y débiles. Sin la sensibilidad y la resolución espacial de James Webb, simplemente no seríamos capaces de estudiar la formación de estas galaxias”, explica Shuowen Jin, autor principal del estudio.
Simulaciones informáticas
El futuro exacto del grupo de galaxias CGG-z5 es, por supuesto, desconocido. En lugar de formar una sola galaxia, es posible que el grupo haya evolucionado hacia un gran cúmulo de galaxias. O es posible que los componentes no sean tan densos como parece, sino que forman parte de una estructura filamentosa.
Para distinguir entre estos escenarios, se requieren observaciones más precisas que involucren espectroscopía. Pero mientras tanto, las simulaciones de computadora pueden ayudarnos. “Para entender mejor la naturaleza y la evolución de CGG-z5, buscamos estructuras similares en simulaciones hidrodinámicas a gran escala”, dice Aswin Vijiayan. “Encontramos 14 estructuras que corresponden estrechamente a las propiedades físicas del grupo CGG-z5. Luego, seguimos la evolución de estas estructuras en el tiempo en las simulaciones, desde el universo primordial hasta la época actual”.
Aunque el despliegue exacto de la evolución de estas 14 estructuras es diferente, todas compartieron el mismo destino aproximadamente 1 mil millones de años después, fusionándose para formar una sola galaxia que tiene masas comparables a nuestra Vía Láctea. “Dadas las predicciones de las simulaciones, es posible hipotetizar que el sistema CGG-z5 también seguirá un camino evolutivo similar. Capturamos así el proceso de pequeñas galaxias que se ensamblan en una sola galaxia masiva”, dice Shuowen Jin.