The JWST’s image of the Big Wheel galaxy, a massive rotating disk 11.7 billion light-years away. Su espiral se extiende 100.000 años-luz, lo que la convierte en la mayor galaxia confirmada de su tiempo. Las galaxias cercanas aparecen como manchas azules, con una galaxia más grande en la parte inferior izquierda de la misma estructura.(Crédito de la imagen: NASA/ESA)
Un equipo de astrónomos de la Universidad de Milán-Bicocca ha descubierto una colosal galaxia espiral que existió tan sólo 2.000 millones de años después del Big Bang, que dio origen al universo hace unos 13.800 millones de años. Apodada «Gran Rueda», es de hecho una de las mayores galaxias jamás observadas de esta era cósmica temprana.
Los científicos hallaron Big Wheel cerca de un cuásar, que es un potente y activo agujero negro supermasivo, utilizando el telescopio espacial James Webb (JWST). La galaxia se encuentra a 11.700 millones de años luz de nuestro rincón del cosmos, y su apodo se debe a su rotación extraordinariamente rápida y a su enorme tamaño. Es cinco veces más grande que la Vía Láctea y se extiende a lo largo de 100.000 años luz.
Más concretamente, los astrónomos utilizaron nuevas observaciones espectroscópicas con el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) del JWST para confirmar que Big Wheel es un disco en rotación. La curva de rotación de la galaxia, una característica importante de las galaxias espirales, muestra un patrón típico de las curvas de rotación planas que se observan en las galaxias maduras. La velocidad de rotación de la galaxia aumenta a medida que nos desplazamos hacia el exterior desde el centro, alcanzando una velocidad de rotación máxima de varios cientos de kilómetros por segundo, que también es similar a la de galaxias mucho más desarrolladas.
La velocidad de rotación de Big Wheel también coincide con la relación local Tully-Fisher, una correlación entre el tamaño y la velocidad de rotación de las galaxias observadas en la actualidad. Lo que todo esto significa es que, a pesar de su juventud, la galaxia se comporta de una manera coherente con algunas de las galaxias espirales más grandes y maduras que vemos en el universo actual. La Gran Rueda existe en una época en la que se espera que la mayoría de las galaxias sean pequeñas y estén en sus primeras etapas de desarrollo. Sin embargo, está completamente formada.
«Esta galaxia es espectacular por encontrarse entre las galaxias espirales más grandes jamás encontradas, lo que no tiene precedentes para esta era temprana del universo», declaró Charles Steidel, autor principal del estudio y profesor de astronomía en Caltech.
Entonces, ¿cómo pudo pasar esto?
Una pista potencial se encuentra en el entorno de Big Wheel. La galaxia reside en una región densa del espacio donde la densidad numérica de las galaxias es más de diez veces superior a la media cósmica. Este entorno denso podría proporcionar las condiciones perfectas para un rápido crecimiento de las galaxias. Sebastiano Cantalupo, coautor del estudio, sugiere que la Gran Rueda podría haberse beneficiado de una eficiente acreción de gas, que transportaba el momento angular coherente necesario para la formación de grandes discos. Además, las frecuentes fusiones de galaxias ricas en gas en esta concurrida región pueden haber contribuido a su enorme tamaño y rápido crecimiento.
«Creemos que esto puede abrir la puerta a la comprensión de cómo algunas galaxias fueron capaces de eludir el lento proceso habitual de formación estelar y crecer hasta tamaños enormes en el universo primitivo», afirmó Cantalupo en el comunicado.
El descubrimiento sugiere que la formación de galaxias podría no ser tan lenta o gradual como se pensaba, especialmente en entornos ricos en gas y galaxias en fusión.
Big Wheel desafía los modelos cosmológicos actuales. Su tamaño y masa superan con creces las predicciones para galaxias con desplazamientos al rojo similares, lo que la convierte en un caso atípico en la población de galaxias. Más adelante, los astrónomos tendrán que ajustar sus modelos para tener en cuenta la posibilidad de un rápido crecimiento de las galaxias en condiciones tan densas.
El estudio se publicó el 17 de marzo en la revista Nature Astronomy.
