El telescopio espacial James Webb ha mostrado que el universo primitivo era mucho más activo de lo que anticipaban numerosos modelos. Entre sus hallazgos más desconcertantes aparece una población de galaxias grandes que ya habían dejado de producir estrellas cuando el cosmos apenas tenía unos pocos miles de millones de años.
El problema no era solamente que esas galaxias hubieran crecido tan rápido. También había que explicar cómo agotaron o perdieron su combustible en un periodo tan breve. Una observación conjunta del James Webb y el radiotelescopio ALMA puede haber captado ese proceso mientras todavía estaba ocurriendo.
La protagonista es CRISTAL-02, un sistema observado tal como era aproximadamente mil millones de años después del Big Bang. En su interior se desarrolla un episodio frenético de formación estelar, pero también emerge una enorme corriente de gas frío que amenaza con dejarlo sin materia prima para crear nuevas estrellas.
Una galaxia que está expulsando su propio combustible
CRISTAL-02, según explica el estudio publicado en Royal Astronomical Society, forma estrellas a un ritmo de unas 260 masas solares por año, aproximadamente tres veces por encima de la secuencia principal esperada para galaxias semejantes. Sin embargo, el gas sale del sistema a una velocidad todavía mayor: cerca de 520 masas solares anuales.
Eso significa que está perdiendo material al doble del ritmo al que lo convierte en estrellas. El estudio calcula que, en caso de mantenerse esta expulsión, la galaxia podría quedarse sin suficiente combustible y apagar su actividad en menos de 50 millones de años.
Las observaciones muestran una pluma de gas frío casi tan extensa como la propia galaxia. Su forma aproximadamente bicónica, su desplazamiento y su orientación respecto al sistema encajan con las características de los grandes flujos provocados por estallidos de formación estelar.
Por eso resulta más preciso hablar de un viento galáctico impulsado por supernovas que de un viento estelar aislado. No procede de una única estrella, sino del efecto combinado de numerosas estrellas masivas que explotan y empujan el gas hacia el exterior.
La colisión que primero la hizo crecer también podría terminar matándola
CRISTAL-02 tampoco es una galaxia tranquila ni completamente aislada. Los datos indican que está formada por varias galaxias o componentes que atraviesan las fases finales de una colisión cósmica.
Estas interacciones empujan grandes cantidades de gas hacia las regiones centrales. El resultado es un episodio extremadamente intenso de formación estelar: nacen muchas estrellas en muy poco tiempo y la galaxia aumenta rápidamente su masa.
El proceso, sin embargo, contiene el mecanismo de su propia destrucción. Las estrellas más grandes viven poco y terminan explotando como supernovas. Cuando muchas lo hacen en una región compacta, la energía acumulada puede lanzar un viento capaz de arrastrar el gas neutral, molecular e ionizado fuera de la galaxia.
En otras palabras, la misma colisión que acelera su crecimiento podría acabar apagándola. CRISTAL-02 estaría atravesando una breve etapa de expansión explosiva antes de convertirse en una galaxia inerte.
Una explicación para las galaxias que murieron demasiado pronto
Desde que el James Webb comenzó a estudiar el universo lejano, los astrónomos han encontrado más galaxias masivas y quiescentes de las que predecían algunos modelos. Se habían propuesto explicaciones que iban desde cambios en la evolución galáctica hasta escenarios cosmológicos más difíciles de encajar.
El nuevo trabajo plantea una salida menos exótica. Si las colisiones eran habituales y provocaban simultáneamente un crecimiento rápido y violentas expulsiones de gas, las galaxias podían reunir una gran masa y morir en un intervalo cósmicamente diminuto.
Casi la mitad de las galaxias masivas observadas en esa época muestran señales de interacciones importantes, por lo que CRISTAL-02 podría no ser una excepción. Los autores creen que los vientos generados durante estas fusiones ofrecen una vía natural para producir algunas de las primeras galaxias masivas sin formación estelar.
Todavía no puede afirmarse que este mecanismo explique todos los casos. El propio estudio reconoce incertidumbres en la medición del gas y no descarta que un agujero negro activo, hoy apagado, pudiera haber contribuido a iniciar la expulsión.
Aun así, explica The Conversation, CRISTAL-02 ofrece algo que faltaba: una imagen multifase de un viento lo bastante potente como para frenar seriamente la formación estelar durante los primeros mil millones de años del universo. No es todavía el cadáver galáctico, sino una posible fotografía de sus últimos momentos de vida.
