La galaxia SPT0418-47 se ha observado gracias a una lente gravitacional de otra próxima, y puede verse como un anillo de luz casi perfecto. / ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Rizzo et al.

Un grupo internacional de astrónomos ha descubierto una galaxia extremadamente lejana y, por lo tanto, muy joven, que es enormemente similar a la nuestra. Se ha observado con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) que tienen el Observatorio Europeo Austral (ESO) y otras instituciones en el desierto chileno de Atacama.

La galaxia está tan lejos que su luz ha tardado más de 12 mil millones de años en llegar a nosotros: la vemos como era cuando el universo tenía sólo 1.400 millones de años.

“Este resultado representa un avance en el campo de la formación de galaxias, mostrando que las estructuras que observamos en galaxias espirales cercanas y en la Vía Láctea ya estaban en su lugar hace 12.000 millones de años”, afirma Francesca Rizzo, estudiante de doctorado del Instituto Max Planck de Astrofísica en Alemania, quien dirigió la investigación publicada hoy en Nature.

Aunque la galaxia estudiada, llamada SPT0418-47, no parece tener brazos espirales, tiene al menos dos características típicas de la nuestra: un disco giratorio y una protuberancia, el gran grupo de estrellas concentradas alrededor del centro galáctico. Es la primera vez que se ve una protuberancia en una etapa tan temprana de la historia del universo, haciendo así de SPT0418-47 la galaxia parecida a la Vía Láctea más distante observada hasta el momento.

“La gran sorpresa fue descubrir que esta galaxia es en realidad bastante similar a las galaxias cercanas, al contrario de lo que se esperaba por los modelos y observaciones anteriores, menos detalladas”, sugiere el coautor Filippo Fraternali, del Instituto Astronómico Kapteyn de la Universidad de Groningen, en los Países Bajos. En el universo primitivo, las galaxias jóvenes todavía estaban en proceso de formación, por lo que los investigadores esperaban que fueran caóticas y carecieran de las estructuras típicas de galaxias más maduras como la Vía Láctea.

Cuando el universo tenía el 10 % de su edad actual

Estudiar galaxias distantes como SPT0418-47 es fundamental para entender cómo se formaron y evolucionaron este tipo de sistemas. Esta galaxia está tan lejos que la vemos cuando el universo tenía solo el 10 % de su edad actual, ya que su luz tardó 12 mil millones de años en llegar a la Tierra. Al estudiarla, estamos volviendo a una época en la que estas galaxias ‘bebé’ estaban empezando a desarrollarse.

Debido a la gran distancia a la que se encuentran, es casi imposible observar con detalle estas galaxias, incluso con los telescopios más potentes, ya que las galaxias se ven pequeñas y débiles. El equipo superó este obstáculo al usar una galaxia cercana como una poderosa lupa, un efecto conocido como lente gravitacional, permitiendo a ALMA ver el pasado lejano con un detalle sin precedentes. En este efecto, el tirón gravitacional de la galaxia cercana distorsiona y dobla la luz de la galaxia distante, haciendo que la veamos deformada y magnificada.

Gracias a su alineación casi exacta, la galaxia distante vista con lente gravitacional aparece como un anillo de luz casi perfecto alrededor de la galaxia cercana. El equipo de investigación reconstruyó la verdadera forma de la galaxia distante y el movimiento de su gas a partir de los datos de ALMA utilizando una nueva técnica de modelado por ordenador. “Cuando vi por primera vez la imagen reconstruida de SPT0418-47 no podía creerlo: se abría un cofre del tesoro”, afirma Rizzo.

Un orden inesperado

“Lo que encontramos fue bastante desconcertante: a pesar de formar estrellas a un ritmo alto, y por lo tanto ser un lugar con procesos altamente energéticos, SPT0418-47 es el disco de galaxia mejor ordenado que jamás se haya observado en el universo temprano”, declaró la coautora Simona Vegetti, también del Instituto Max Planck de Astrofísica. “Este resultado es bastante inesperado y tiene importantes implicaciones en la forma en que creemos que evolucionan las galaxias”.

Los astrónomos señalan, sin embargo, que, aunque SPT0418-47 tiene un disco y otras características similares a las de las galaxias espirales que vemos hoy en día, esperan que evolucione a una galaxia muy diferente de la Vía Láctea y se una a la clase de galaxias elípticas, otro tipo de galaxias que, junto a las espirales, habitan el universo actual.

Este inesperado descubrimiento sugiere que el universo primitivo pudo no ser tan caótico como se creía y plantea muchas preguntas sobre cómo podría haberse formado una galaxia bien ordenada tan poco tiempo después del Big Bang.

Este hallazgo de ALMA sigue al descubrimiento anterior anunciado en mayo de un disco masivo giratorio visto a una distancia similar. Gracias al efecto de la lente, SPT0418-47 se ve con más detalle y, además de un disco, tiene una protuberancia, por lo que se parece más a nuestra Vía Láctea actual que la galaxia estudiada anteriormente.

Futuros estudios, incluso con el Telescopio Extremadamente Grande de ESO, tratarán de descubrir cuán típicas son realmente estas galaxias de disco ‘bebés’ y si es común que sean menos caóticas de lo previsto, abriendo nuevas vías para que los astrónomos descubran cómo evolucionaron las galaxias.