Observar una galaxia masiva en el universo primitivo es como encontrar un rascacielos terminado en una ciudad que acaba de ser fundada. La estructura está ahí, enorme y aparentemente madura, pero no siempre resulta evidente cómo pudo levantarse con tanta rapidez.
El telescopio espacial James Webb acaba de ofrecer una posible respuesta. No ha fotografiado una galaxia gigante ya formada, sino algo quizá más valioso: seis galaxias jóvenes amontonadas en una pequeña región del espacio, deformándose mutuamente y avanzando hacia una probable fusión.
El sistema se llama SCGG-z5, aunque sus descubridores también lo bautizaron como Grupo Shirui. Su luz comenzó el viaje cuando el universo tenía alrededor de 1.200 millones de años. En términos cósmicos, estamos contemplando una obra todavía rodeada de andamios.
Seis galaxias apretadas en apenas 52.000 años luz
SCGG-z5 fue localizado en el campo de observación del cúmulo MACS J0416 mediante datos del programa SAPPHIRES. Las imágenes y los espectros obtenidos con NIRCam permitieron identificar seis fuentes separadas dentro de un diámetro proyectado de aproximadamente 16 kilopársecs, unos 52.000 años luz.
La proximidad, sin embargo, no bastaba para demostrar que se trataba de una verdadera familia galáctica. Dos objetos pueden parecer vecinos desde la Tierra y, en realidad, encontrarse separados por distancias inmensas a lo largo de nuestra línea de visión.
La clave apareció en la luz del hidrógeno. Los investigadores detectaron emisión H-alfa en los seis miembros y midieron desplazamientos al rojo comprendidos entre 4,958 y 4,979. Esas cifras confirman que las galaxias se encuentran prácticamente en la misma región y en la misma época del universo. No es una alineación casual, sino una estructura físicamente asociada.
Sumadas, contienen actualmente alrededor de 11.700 millones de masas solares en estrellas. Todavía no son una galaxia gigantesca, pero ya están inmersas en un halo dominado por materia oscura cuya masa estimada ronda los dos billones de masas solares. Ese envoltorio gravitatorio invisible es, precisamente, el que podría mantener unido al grupo mientras sus componentes se acercan.
Lo extraño es que cada pieza parece vivir en un tiempo diferente
El James Webb no solo permitió contar las galaxias. Su resolución hizo posible estudiar cómo se distribuyen las estrellas, la formación estelar y el polvo dentro de cada una.
Las seis presentan estructuras alteradas, asimetrías y varios núcleos o concentraciones de luz. Una de ellas muestra incluso una formación arqueada compatible con una perturbación gravitatoria. El conjunto parece menos una reunión ordenada que un accidente de tráfico cósmico capturado antes del impacto definitivo. Pero el detalle más interesante es que las galaxias no están evolucionando al mismo ritmo.
Tres muestran señales compatibles con un crecimiento de dentro hacia fuera: sus regiones centrales acumularon estrellas antes, mientras las zonas exteriores continúan desarrollándose. Otras mantienen una formación estelar relativamente activa. En conjunto, el sistema produce cerca de 25 masas solares de nuevas estrellas cada año.
La galaxia más masiva es distinta. Sus estrellas comenzaron a formarse hace unos 765 millones de años, mientras que algunos de sus vecinos más jóvenes tienen poblaciones de apenas 52 o 65 millones de años. Además, presenta indicios todavía provisionales de una disminución de la actividad estelar en su centro.
Es decir, SCGG-z5 no es simplemente un grupo de seis galaxias idénticas preparándose para chocar. Es una mezcla de objetos con historias, edades y ritmos internos diferentes. La futura galaxia gigante podría heredar todas esas capas, como si estuviera ensamblándose con piezas fabricadas en momentos distintos.
La gran galaxia todavía no existe, pero la gravedad ya ha comenzado a construirla
Los investigadores calcularon una dispersión de velocidades cercana a los 375 kilómetros por segundo. A partir del tamaño del sistema y del movimiento de sus integrantes, estimaron un tiempo de cruce de unos 14 millones de años, apenas el 1,2% de la edad que tenía entonces el universo. Esto sugiere un entorno extremadamente dinámico, donde los encuentros gravitatorios podrían repetirse con rapidez.
Para conocer su posible destino, el equipo comparó SCGG-z5 con grupos semejantes encontrados en la simulación cosmológica EAGLE. En esos modelos, las galaxias terminan uniéndose en un único objeto entre los desplazamientos al rojo 3 y 4, después de varios cientos de millones de años. Más adelante, el remanente supera los 100.000 millones de masas solares en estrellas y puede convertirse en la galaxia dominante de un grupo o cúmulo.
Esa evolución no está garantizada: James Webb ha observado el estado actual del sistema, mientras que su futuro procede de simulaciones y analogías con otras estructuras. Sin embargo, la combinación de proximidad, movimientos, deformaciones y masa invisible ofrece una imagen convincente.
SCGG-z5 podría ser algo que los astrónomos casi nunca consiguen ver: no una galaxia masiva del universo primitivo, sino el breve instante en que esa galaxia todavía era seis.
