La paradoja de las galaxias que cesaron su evolución en el inicio del universo

5 de diciembre de 2024

La paradoja de las galaxias que cesaron su evolución en el inicio del universo

Los astrónomos estudian cómo estas estructuras masivas crecieron rápidamente y dejaron de formar estrellas en épocas tempranas, un proceso relacionado con los agujeros negros supermasivos que afectan el suministro de gas necesario para la formación estelar

>Los cientÃficos estudian el universo temprano a travÃ©s de potentes telescopios, y observan galaxias que existieron hace miles de millones de aÃ±os. Este enfoque les permitiÃ³ investigar la manera en la que estas gigantescas estructuras cÃ³smicas se formaron, evolucionaron y, en algunos casos, dejaron de crear nuevas estrellas.

A travÃ©s de proyectos como el ConTExt, financiado por la UniÃ³n Europea y dirigido por el cosmÃ³logo Sune Toft, y el mÃ¡s reciente proyecto Red Cardinal, liderado por Sirio Belli, los astrÃ³nomos buscan entender cÃ³mo estas galaxias se formaron y por quÃ© detuvieron su crecimiento. Estas investigaciones aportan datos fundamentales para comprender la evoluciÃ³n del cosmos y el lugar que ocupa la VÃa LÃ¡ctea en este escenario.

El modelo tradicional de evoluciÃ³n galÃ¡ctica sugiere que las galaxias pequeÃ±as se fusionan para formar estructuras mayores, en un proceso gradual que da lugar a gigantes como la VÃa LÃ¡ctea. Sin embargo, las elÃpticas contradicen este esquema, ya que aparecen como sistemas masivos desde etapas tempranas del universo, con poca o ninguna formaciÃ³n de nuevas estrellas.

El proyecto ConTExt (2015-2021) se centrÃ³ en analizar galaxias elÃpticas que existieron durante los primeros 2.000 millones de aÃ±os tras el Big Bang, un perÃodo crucial para estudiar sus orÃgenes. SegÃºn explicÃ³ Sune Toft en un artÃculo de la revista cientÃfica financiada por la UniÃ³n Europea, Horizon, estos conjuntos cÃ³smicos debieron crecer rÃ¡pidamente y acumularon estrellas en un corto periodo, antes de detenerse por completo. Esto plantea interrogantes sobre su rÃ¡pida formaciÃ³n y por quÃ© dejaron de evolucionar.

Para comprender el origen de las galaxias elÃpticas, los astrÃ³nomos plantearon que estas comenzaron como galaxias starburst, caracterizadas por una intensa formaciÃ³n estelar. Las mismas podÃan crear miles de estrellas al aÃ±o, a partir de densas concentraciones de gas y polvo. En comparaciÃ³n, la VÃa LÃ¡ctea forma en promedio un astro de masa solar al aÃ±o.

El tÃ©rmino quenching se refiere al proceso en el que una galaxia deja de crear nuevas estrellas. Una de las explicaciones mÃ¡s aceptadas vincula este fenÃ³meno con la actividad de los agujeros negros supermasivos que se encuentran en el centro de casi todas las galaxias. Estas estructuras, millones o incluso miles de millones de veces mÃ¡s masivas que el Sol, afectan directamente el suministro de gas y polvo, materiales esenciales para la formaciÃ³n estelar.

SegÃºn Belli, cuando un agujero negro acumula suficiente masa, libera grandes cantidades de energÃa que expulsan el gas de la galaxia. AdemÃ¡s, seÃ±alÃ³ que â€œuna vez que una galaxia alcanza una determinada masa, 100 mil millones de masas solares, todas ellas se extinguen. No vemos ninguna galaxia masiva en el universo actual que todavÃa estÃ© formando estrellasâ€.

Aunque telescopios como el JWST permitieron avances significativos, aÃºn quedan muchas preguntas sin respuesta. Para investigar con mayor detalle el interior de las galaxias elÃpticas en el universo temprano, los astrÃ³nomos esperan contar con el European Extremely Large Telescope (ELT), que comenzarÃ¡ a operar en Chile en el 2028.

El estudio de estos tipos de galaxias revela un panorama complejo de formaciÃ³n, crecimiento y muerte que desafÃa las teorÃas tradicionales. Comprender el quenching y el rol de los agujeros negros no solo ayudarÃ¡ a descifrar el origen de estas estructuras, sino tambiÃ©n a entender cÃ³mo el universo evolucionÃ³ hasta convertirse en lo que es hoy. Este conocimiento, que depende de la luz captada por telescopios desde los rincones mÃ¡s lejanos y antiguos del espacio, brindarÃ¡ las respuestas necesarias sobre los procesos que dieron forma al cosmos.