Un equipo de científicos han logrado observar por primera vez, un poderoso «viento» de moléculas en una galaxia ubicada a 12 mil millones de años luz de distancia.

Sondeando un momento en que el universo tenía menos del 10 por ciento de su edad actual, la investigación del astrónomo Justin Spilker de la University of Texas en Austin arroja luz sobre cómo las galaxias más tempranas regulaban el nacimiento de las estrellas para evitar que se reventaran.

Spilker dijo en un comunicado:

Las galaxias son bestias complicadas y desordenadas, y creemos que los flujos de salida y los vientos son piezas críticas de cómo se forman y evolucionan, regulando su capacidad de crecimiento”.

Algunas galaxias como la Vía Láctea y Andrómeda tienen tasas relativamente lentas y medidas de nacimientos estelares, con aproximadamente una nueva estrella que se enciende cada año. Otras galaxias, conocidas como galaxias Starburst, forjan cientos o incluso miles de estrellas cada año. Este ritmo furioso, sin embargo, no puede mantenerse indefinidamente.

Para evitar quemarse en un breve resplandor de gloria, algunas galaxias retrasan su nacimiento estelar fuera de control expulsando, al menos temporalmente, vastas reservas de gas en sus halos expansivos, donde el gas escapa o vuelve a llover lentamente en la galaxia, desencadenando estallidos futuros de formación de estrellas.

Hasta ahora, sin embargo, los astrónomos no han podido observar directamente estos poderosos flujos de salida en el universo primitivo, donde tales mecanismos son esenciales para evitar que las galaxias crezcan demasiado grandes, demasiado rápido.

Las observaciones de Spilker con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) muestran, por primera vez, un poderoso viento galáctico de moléculas en una galaxia que se ve cuando el universo tenía solo mil millones de años. Este resultado proporciona información sobre cómo ciertas galaxias en el universo temprano pudieron autorregular su crecimiento para poder continuar formando estrellas a través del tiempo cósmico.

Los astrónomos han observado vientos con el mismo tamaño, velocidad y masa en galaxias estelares cercanas, pero la nueva observación de ALMA es el flujo de salida más ambiguo jamás visto en el universo temprano.

Representación artística de una salida de gas molecular de una galaxia activa que forma una estrella. Crédito: NRAO / AUI / NSF, D. Berry

La galaxia, conocida como SPT2319-55, está a más de 12 mil millones de años luz de distancia. Fue descubierto por el Telescopio del Polo Sur de la National Science Foundation.

ALMA pudo observar este objeto a una distancia tan tremenda con la ayuda de una lente gravitatoria proporcionada por una galaxia diferente que se encuentra casi exactamente a lo largo de la línea de visión entre la Tierra y SPT2319-55. La lente gravitacional (la flexión de la luz debida a la gravedad) magnifica la galaxia de fondo para que parezca más brillante, lo que permite a los astrónomos observarla con más detalle. Los astrónomos usan programas informáticos especializados para descifrar los efectos de las lentes gravitacionales para reconstruir una imagen precisa del objeto más distante.

Esta vista ayudada por lentes reveló un poderoso viento de gas que forma estrellas que sale de la galaxia a casi 800 kilómetros por segundo. En lugar de una brisa constante y suave, el viento se está dispersando en grupos discretos, eliminando el gas que forma la estrella tan rápido como la galaxia puede convertir ese gas en nuevas estrellas.

El flujo de salida fue detectado por la firma de longitud de onda de milímetro de una molécula llamada hidroxilo (OH), que apareció como una línea de absorción: esencialmente, la sombra de una huella digital OH en la luz infrarroja brillante de la galaxia.

Los vientos moleculares son una forma eficiente para que las galaxias autorregulen su crecimiento, señalan los investigadores. Estos vientos probablemente se desencadenen ya sea por los efectos combinados de todas las explosiones de supernova que acompañan a la formación rápida y masiva de estrellas, o por una potente liberación de energía cuando parte del gas en la galaxia cae sobre el agujero negro supermasivo en su centro.

Spilker concluyó:

Hasta ahora, solo hemos observado una galaxia a una distancia cósmica tan notable, pero nos gustaría saber si los vientos como estos también están presentes en otras galaxias para ver cuán comunes son. Si ocurren en prácticamente todas las galaxias, sabemos que los vientos moleculares son omnipresentes y también una forma muy común de que las galaxias autorregulen su crecimiento”.

El estudio científico ha sido publicado en la revista Science.