JWST ha encontrado seis galaxias que pueden ser demasiado pesadas para su edad

El primer vistazo del telescopio espacial James Webb al universo distante ha revelado galaxias que parecen demasiado grandes para existir.

Seis galaxias que se formaron en los primeros 700 millones de años del universo parecen ser hasta 100 veces más masivo de lo que predicen las teorías cosmológicas estándar, informan el astrónomo Ivo Labbé y sus colegas el 22 de febrero en Naturaleza. «La suma de las estrellas en estas galaxias excedería la cantidad total de masa disponible en el universo en ese momento», dice Labbé, de la Universidad Tecnológica de Swinburne en Melbourne, Australia. «Así que sabes que algo se está gestando».

El telescopio, también llamado JWST, lanzó su primera vista del cosmos primitivo en julio de 2022 (Número de serie: 7/11/22). En cuestión de días, Labbé y sus colegas detectaron una docena de objetos que se veían particularmente brillantes y rojos, una señal de que podrían ser masivos y distantes.

«Aparecen de inmediato, los ves tan pronto como miras estas imágenes», dice la astrofísica Erica Nelson de la Universidad de Colorado en Boulder.

Medir cuánta luz emite cada objeto en diferentes longitudes de onda puede dar a los astrónomos una idea de qué tan lejos está cada galaxia y cuántas estrellas debe tener para emitir toda esa luz. Seis de los objetos identificados por Nelson, Labbé y sus colegas parecen haber recibido su luz a más tardar unos 700 millones de años después del Big Bang. Estas galaxias parecen contener hasta 10 mil millones de veces la masa de nuestro sol en estrellas. Uno de ellos podría contener la masa de 100 mil millones de soles.

«No deberías haber tenido tiempo de hacer cosas que tienen tantas estrellas como la Vía Láctea tan rápido», dice Nelson. Nuestra galaxia contiene alrededor de 60 000 millones de estrellas solares, y se necesitaron más de 13 000 millones de años para que crecieran. «Es una locura que estas cosas parezcan existir».

En las teorías estándar de la cosmología, la materia del universo se agrupó lentamente, y las estructuras pequeñas se fusionaron gradualmente para formar otras más grandes. «Si hay todas estas galaxias masivas en los primeros tiempos, simplemente no está sucediendo», dice Nelson.

Una posible explicación es que hay otra forma desconocida en que se forman las galaxias, dice Labbé. «Parece que hay un canal que es un carril rápido, y el carril rápido crea monstruos».

Pero también podría ser que algunas de estas galaxias alberguen agujeros negros supermasivos en sus núcleos, dice la astrónoma Emma Curtis-Lake de la Universidad de Hertfordshire en Inglaterra, que no formó parte del nuevo estudio. Lo que parece la luz de las estrellas podría ser la luz del gas y el polvo que estos agujeros negros están devorando. JWST ya ha visto un candidato a un agujero negro supermasivo activo incluso antes en la historia del universo que estas galaxias, dice ella, por lo que no es imposible.

Encontrar muchos agujeros negros supermasivos en un momento tan temprano también sería difícil de explicar (Número de serie: 16/03/18). Pero eso no requeriría reescribir el modelo estándar de cosmología como lo harían las galaxias extramasivas.

«La formación y el crecimiento de los agujeros negros en estos primeros tiempos realmente no se entienden bien», dice ella. «No hay tensión con la cosmología allí, solo nueva física para comprender cómo pueden formarse y crecer, y nunca antes teníamos los datos».

Para saber con certeza qué son estos objetos distantes, dice Curtis-Lake, los astrónomos deben confirmar las distancias y las masas de las galaxias utilizando espectros, mediciones más precisas de la luz de las galaxias en muchas longitudes de onda (Número de serie: 16/12/22).

JWST ya ha tomado espectros para algunas de estas galaxias, y se esperan más, dice Labbé. “Esperemos que en un año sepamos mucho más”.