✨︎ Resumen (TL;DR):
- Un grupo de astrónomos liderado por la Universidad de Durham detectó el disco nuclear más lejano y antiguo del que se tenga registro en la galaxia CEERS-4031.
- La estructura, que mide 1.3 kiloparsecs de radio, contiene una barra estelar y brazos espirales internos que continúan produciendo estrellas de forma activa.
- El descubrimiento adelanta el calendario de la evolución interna de las galaxias al demostrar que ya se organizaban hace 9,000 millones de años.
Un equipo de astrónomos de la Universidad de Durham detectó el disco nuclear más lejano jamás registrado en la galaxia CEERS-4031 utilizando el Telescopio Espacial James Webb. Este hallazgo, capturado cuando el universo tenía apenas 4,500 millones de años, demuestra que las galaxias estructuraron sus centros mucho antes de lo que sugerían los modelos teóricos actuales.
El análisis, publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, estudió la luz emitida hace 9,000 millones de años por CEERS-4031. Hasta este descubrimiento, los científicos solo habían observado este tipo de estructuras densas y giratorias en galaxias cercanas y maduras.
La autora principal de la investigación, Zoe Le Conte, investigadora del Centro de Astronomía Extragaláctica de Durham, explicó que el James Webb continúa revelando galaxias maduras en etapas sumamente tempranas del cosmos.
“Encontrar un disco nuclear tan temprano cambia cómo imaginamos el crecimiento de las galaxias”, declaró Le Conte, quien además calificó el hallazgo como un evento “notable e inesperado”.
Un disco nuclear es una estructura estelar compacta que gira a gran velocidad en el centro de una galaxia barrada y acumula gas frío para generar brotes de formación estelar.
Este fenómeno ocurre cuando la barra galáctica empuja el gas hacia el interior del sistema. El material se acumula, se enfría y enciende la creación de nuevas estrellas antes de asentarse en un disco que se expande hacia el exterior.
Detectar este disco a una distancia tan extrema requería una resolución sin precedentes. El brillo del núcleo galáctico suele opacar los detalles finos, un obstáculo que el equipo superó aplicando tres técnicas avanzadas sobre las imágenes de la cámara NIRCam del James Webb.
Los astrónomos combinaron un enmascaramiento por desenfoque para resaltar las subestructuras, una descomposición fotométrica bidimensional y un ajuste de isofotas para trazar con precisión el perfil del núcleo.
Las sorprendentes dimensiones de CEERS-4031
Los datos de la galaxia revelan un sistema masivo y perfectamente organizado para su época. El objeto presenta un corrimiento al rojo espectroscópico de 1.461, lo que equivale a ver la galaxia en un universo joven de apenas 4,500 millones de años.
CEERS-4031 posee una masa estelar de 56,000 millones de masas solares, un tamaño comparable al de nuestra Vía Láctea. Su barra estelar mide 5.33 kiloparsecs de longitud (unos 17,000 años luz), mientras que el disco nuclear alcanza un radio de 1.3 kiloparsecs (aproximadamente 4,200 años luz).
El análisis detallado muestra que el disco nuclear aporta el 17% de la luz total de la galaxia, mientras que el disco principal representa el 50% y la barra estelar aporta un tercio del brillo.
Lo que desconcierta a los investigadores es la proporción de sus componentes. En las galaxias del universo cercano, los discos nucleares representan cerca del 13% de la longitud de su barra estelar. En CEERS-4031, esta relación alcanza el 20%.
Esta desproporción sugiere que el disco creció de forma acelerada debido a un flujo de gas hacia el centro mucho más masivo de lo previsto. Los autores asocian este comportamiento a una actividad prematura del agujero negro supermasivo central.
El hallazgo de este disco nuclear activo plantea que los procesos de evolución interna lenta en las galaxias ocurrieron a un ritmo mucho más acelerado en la juventud del universo. Además, ofrece un entorno ideal para estudiar cómo estos discos alimentan a los agujeros negros supermasivos en su época de mayor actividad.
El equipo de Durham planea realizar observaciones de seguimiento con el instrumento NIRSpec del James Webb. Con esto buscarán medir la velocidad del gas y las estrellas en el núcleo, determinando la edad exacta de la barra y aclarando cuándo comenzó a latir el corazón de esta galaxia.
