El telescopio espacial James Webb se ha ganado una reputación peculiar desde que comenzó a explorar el cosmos profundo. Una y otra vez encuentra galaxias más brillantes, más masivas o más evolucionadas de lo que los modelos teóricos esperaban ver en los primeros capítulos de la historia del Universo. Ahora acaba de añadir otro caso a esa lista.
La protagonista es GN20, una galaxia situada tan lejos que la observamos tal y como era hace más de 12.000 millones de años, cuando el Universo tenía apenas unos 1.500 millones de años de edad. Lo que llamó la atención de los astrónomos no fue simplemente su tamaño o su brillo, sino una estructura que, según las teorías actuales, no debería estar allí.
Una barra estelar que parece haber llegado demasiado pronto
El equipo liderado por investigadores de la Universidad de Leiden detectó en GN20 una enorme barra estelar, una estructura alargada formada por estrellas que atraviesa la región central de algunas galaxias.
Estas barras no son raras en el Universo actual. De hecho, la propia Vía Láctea posee una. El problema es que suelen considerarse estructuras de formación lenta. Necesitan tiempo para desarrollarse y estabilizarse, algo que encaja bien con galaxias maduras, pero no con objetos que existían cuando el cosmos aún era relativamente joven.
La situación se vuelve todavía más extraña porque GN20 es una galaxia extraordinariamente rica en gas. Hasta ahora, muchos modelos sugerían que grandes cantidades de gas dificultaban precisamente la formación de barras estelares. Por eso, encontrar una estructura tan desarrollada en una galaxia tan gaseosa parecía una combinación casi imposible.
Los científicos comprobaron tres veces que realmente estaba ahí
Ante un hallazgo tan inesperado, los investigadores necesitaban asegurarse de que no se trataba de una ilusión observacional. Para ello utilizaron varios métodos independientes.
Uno de ellos consistió en analizar cómo se distribuye el brillo de la galaxia mediante una técnica conocida como análisis isofotal. En términos sencillos, permite detectar patrones ocultos observando cómo se comporta la luz en distintas regiones de una galaxia.
Los resultados mostraron una firma compatible con una barra estelar. Posteriormente, el equipo recurrió a modelos matemáticos independientes y a observaciones adicionales realizadas con el observatorio NOEMA. Las tres aproximaciones apuntaron a la misma conclusión: la estructura era real.
El James Webb terminó de confirmar el hallazgo gracias a su capacidad para observar en el infrarrojo cercano, una ventaja crucial cuando se estudian galaxias primitivas envueltas en enormes cantidades de gas y polvo.
El gas que debía impedir su formación podría haber sido su salvación
La explicación más interesante surgió cuando los investigadores intentaron comprender cómo había sobrevivido una estructura aparentemente tan improbable. La respuesta parece encontrarse precisamente en aquello que debía impedir su existencia: el gas.
Normalmente, el gas de una galaxia se mueve siguiendo patrones relativamente ordenados. En GN20 ocurre algo distinto. Los científicos detectaron movimientos extremadamente turbulentos en el disco interno galáctico.
Ese comportamiento genera un fenómeno conocido como cizalladura radial. Aunque el nombre suene complejo, la idea básica es que distintas regiones del gas se rozan, mezclan e interactúan de forma mucho más caótica que en una galaxia convencional.
Según los autores, este entorno turbulento habría actuado como una especie de escudo dinámico que permitió a la barra crecer y mantenerse estable en lugar de colapsar.
Una posible solución para otro enigma cósmico
La consecuencia más importante del descubrimiento quizá no tenga que ver con GN20. Los astrónomos llevan años intentando entender por qué algunas galaxias gigantes parecen envejecer demasiado rápido. Se trata de enormes galaxias elípticas que, pese a haberse formado relativamente pronto en la historia cósmica, ya han dejado de producir estrellas.
Hasta ahora no existía una explicación completamente satisfactoria para este fenómeno. La barra observada en GN20 podría ofrecer una pista.
Estas estructuras canalizan enormes cantidades de gas hacia el centro galáctico, alimentando el agujero negro supermasivo y concentrando episodios intensos de formación estelar en determinadas regiones. En otras palabras, obligan a la galaxia a consumir su combustible mucho más deprisa.
La imagen que emerge es la de una galaxia que vive aceleradamente. Produce estrellas a un ritmo extraordinario, alimenta su núcleo con grandes cantidades de materia y termina agotando antes de tiempo los recursos necesarios para seguir creciendo.
Es una hipótesis que todavía deberá confirmarse con nuevas observaciones, pero ilustra perfectamente por qué el James Webb está resultando tan valioso para la astronomía moderna.
Lo que comenzó como la detección de una estructura que no debería existir podría terminar explicando por qué algunas de las galaxias más grandes del Universo parecen haber envejecido mucho antes de lo previsto. Y, una vez más, el telescopio espacial está obligando a los científicos a revisar ideas que parecían bastante sólidas sobre cómo evolucionó el cosmos en sus primeros miles de millones de años.
