07 Jul Webb ayuda a investigar la formación de discos galácticos
Un equipo de astrónomos ha investigado recientemente la formación de discos galácticos analizando múltiples observaciones del telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA.
La muestra abarca más de 100 galaxias de disco vistas de canto, con datos que se remontan hasta hace aproximadamente 11 mil millones de años.
El análisis del equipo respalda uno de los tres escenarios existentes, que sugiere que la formación de discos galácticos comienza con un disco estelar grueso, seguido de la formación de un disco delgado.
El momento en que ocurre esta transición depende de la masa de la galaxia.
La doble estructura estelar de las galaxias
Las galaxias de disco actuales suelen contener un disco grueso lleno de estrellas en la parte externa, y un disco delgado de estrellas incrustado en él.
Por ejemplo, en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, el disco grueso tiene una altura aproximada de 3 mil años luz, mientras que el disco delgado mide cerca de mil años luz. ¿Cómo y por qué se forma esta doble estructura?
Gracias al análisis de datos de archivo de varios programas observacionales del telescopio James Webb, los astrónomos se acercan a comprender mejor la formación de discos galácticos y el origen de las galaxias de disco en general.
El equipo identificó y verificó visualmente una muestra estadística de 111 galaxias de disco vistas de canto en diferentes épocas, hasta hace 11 mil millones de años (aproximadamente 2.800 millones de años después del Big Bang).
Es la primera vez que se investigan las estructuras de disco grueso y delgado a distancias tan grandes. Se une así el trabajo de quienes observan el Universo primitivo con el de quienes estudian la historia de la Vía Láctea.
“Esta medición única del grosor de los discos en el Universo temprano marca un punto de referencia para los estudios teóricos, posible únicamente con Webb”, explica Takafumi Tsukui, autor principal del estudio e investigador en la Universidad Nacional de Australia. “Normalmente, las estrellas del disco grueso son débiles, y las del disco delgado son más jóvenes y brillan tanto que dominan toda la galaxia. Pero gracias a la resolución del Webb y su capacidad para penetrar el polvo y revelar estrellas antiguas, podemos distinguir las dos estructuras y medir su grosor por separado”.
Discos grueso y delgado
Al analizar estos 111 objetivos a lo largo del tiempo cosmológico, el equipo pudo estudiar galaxias con un solo disco y con dos discos. Los resultados indican que la formación de discos galácticos comienza con un disco grueso, seguido por uno delgado.
El momento en que esto sucede depende de la masa de la galaxia. Así, las galaxias más masivas desarrollaron discos dobles hace unos 8 mil millones de años. Por contra, las de menor masa lo hicieron más tarde, hace unos 4 mil millones de años.
“Es la primera vez que se logra resolver discos estelares delgados en épocas tan tempranas del Universo. Lo más novedoso es descubrir cuándo empiezan a emerger”, señala Emily Wisnioski, coautora del estudio en la misma universidad. “Es sorprendente ver discos delgados ya formados hace 8 mil millones de años, o incluso antes”.
Una época turbulenta
Para explicar la transición de un único disco grueso a una estructura doble, el equipo recurrió a observaciones de gas en movimiento con el radiotelescopio ALMA. También utilizaron datos obtenidos en estudios realizados desde tierra firme.
Al considerar el movimiento del gas en las galaxias, los resultados se alinean con el escenario del “disco de gas turbulento”. Esta es una de las tres hipótesis principales sobre la formación de discos galácticos.
En este modelo, un disco de gas turbulento en el Universo primitivo origina una intensa formación estelar que da lugar al disco grueso. A medida que se forman más estrellas, el gas se estabiliza y se vuelve menos turbulento, lo que permite la formación de un disco delgado.
Como las galaxias masivas convierten el gas en estrellas de forma más eficiente, su proceso de estabilización ocurre antes que en las galaxias menos masivas. Esto explica la aparición más temprana de los discos delgados.
El equipo también ha observado que la formación de discos galácticos no es un proceso aislado. Efectivamente, el disco grueso continúa desarrollándose, aunque más lentamente que el delgado.
Mucho más por explorar
La sensibilidad del telescopio Webb permite observar galaxias más pequeñas y tenues, similares a la nuestra, con una claridad sin precedentes.
En este estudio, el equipo destaca que el periodo de transición de un solo disco a una estructura doble coincide aproximadamente con la época de formación del disco delgado de la Vía Láctea.
Gracias al Webb, los astrónomos podrán investigar en mayor profundidad los progenitores de galaxias como la nuestra. Esto contribuirá a comprender mejor la formación de discos galácticos en la historia de la Vía Láctea.
En el futuro, el equipo planea incorporar nuevos datos a su muestra de galaxias vistas de canto.
“Aunque este estudio distingue estructuralmente los discos delgados y gruesos, todavía hay mucho más por explorar”, concluye Tsukui. “Queremos incluir información que normalmente se obtiene de galaxias cercanas, como el movimiento estelar, la edad y la metalicidad. Así podremos conectar lo que aprendemos de galaxias lejanas y cercanas, y refinar nuestro conocimiento sobre la formación de discos galácticos”.
Fuente: NASA’s Webb Digs into Structural Origins of Disk Galaxies
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