Ciencia

Las galaxias tempranas anómalamente grandes del JWST podrían estar actuando a lo grande

La aparente crisis de nuestros modelos del universo (causada por galaxias imposiblemente grandes poco después del Big Bang) puede no ser una crisis en absoluto, según un nuevo estudio. Los autores concluyen que las galaxias en cuestión no son tan grandes como se había estimado. Si este trabajo es correcto, el JWST ha revelado un universo primitivo que no era exactamente como esperábamos, pero no tan diferente como para poner en crisis la física.

El JWST nos ha deslumbrado con imágenes maravillosas y ha mejorado enormemente nuestro conocimiento sobre los planetas que orbitan alrededor de estrellas cercanas. Sin embargo, hasta ahora, su mayor impacto en la ciencia probablemente haya sido el descubrimiento repetido de galaxias inesperadamente evolucionadas. Se han observado en los primeros cientos de millones de años después del Big Bang. Han pasado de ser unas pocas anomalías sorprendentes a un gran enigma, con algunas personas refiriéndose a una crisis en la cosmología para ir con la creada por estimaciones conflictivas de la tasa de expansión del universo.

Sin embargo, antes de decidir que nuestros modelos de cómo se forman las galaxias (o de la edad del universo) están fundamentalmente rotos, deberíamos comprobar si estas galaxias son en realidad Así de grandes son. Después de todo, incluso el JWST las ve como poco más que puntos. Un gran equipo dirigido por la estudiante de posgrado de la Universidad de Texas en Austin, Katherine Chworowsky, dice que las galaxias no contienen suficientes estrellas como para ser un problema.

El problema, concluyen Chworowsky y sus coautores, es que los agujeros negros están aumentando el brillo de estas galaxias tempranas, y los astrónomos han confundido esta luz con estrellas adicionales. “Seguimos viendo más galaxias de las predichas, aunque ninguna de ellas es tan masiva como para ‘romper’ el universo”, dijo Chworowsky en un comunicado.

Los agujeros negros forman discos de acreción a su alrededor, donde la fricción entre partículas que se mueven rápidamente hace que los gases brillen. Este fenómeno es bien conocido y muy estudiado, tanto en el caso de los agujeros negros cercanos como M87* como en el de los cuásares que sirven como marcadores principales del universo. Sin embargo, Chworowsky y sus coautores afirman que no se ha tenido lo suficientemente en cuenta.

No se trata de crear una solución improvisada para el problema, sino que los autores señalan evidencias de hidrógeno abundante y de rápido movimiento en estas galaxias tempranas, exactamente lo que se produce cuando el gas se desintegra en espiral en un agujero negro supermasivo.

El equipo calculó la contribución de estos discos de acreción a la luz que vemos. Cuando restaron este dato de las observaciones, encontraron que el tamaño de las galaxias era la mitad de lo que otros estimaban a una distancia determinada, y un tercio incluso más lejos. Estos valores se encuentran en el extremo superior de las expectativas, pero no están completamente fuera de sintonía con lo que los astrónomos anticiparon.

Estos cálculos tienen muchas fuentes potenciales de error. Por ejemplo, tenemos que basarnos en estimaciones del corrimiento al rojo de una galaxia para saber su distancia y, por lo tanto, cuánto tiempo después del Big Bang la estamos viendo. Sin embargo, el equipo utilizó dos métodos para hacer estas estimaciones y descubrió que coincidían estrechamente en la mayoría de los casos. Otros aspectos que podrían complicar las cosas son más difíciles de resolver, como las suposiciones sobre los halos de materia oscura alrededor de estas galaxias, un tema particularmente complicado dado lo poco que sabemos sobre el comportamiento de la materia oscura.

Sin embargo, los hallazgos al menos plantean la posibilidad de que el problema que ha estado preocupando a los cosmólogos no sea real.

“En definitiva, no hay ninguna crisis en lo que respecta al modelo estándar de la cosmología”, afirmó el profesor Steve Finkelstein, coautor del estudio. “Siempre que se tiene una teoría que ha resistido la prueba del tiempo durante tanto tiempo, se necesitan pruebas abrumadoras para descartarla. Y ese no es el caso”.

Aun así, sería un universo aburrido si todo pudiera explicarse perfectamente, e incluso después de este ajuste, el equipo reconoce que el JWST ha detectado aproximadamente el doble de galaxias masivas de las que se pueden explicar fácilmente.

Eso no significa que no entiendan por qué puede ser así. “Tal vez en el universo primitivo las galaxias eran mejores a la hora de convertir el gas en estrellas”, dijo Chworowsky.

Si algún fenómeno de la época provocara una condensación más rápida del gas hasta que comenzara la fusión, en relación con los escenarios modernos, el problema desaparecería por completo. Todavía tendríamos que explicar qué fue, pero ya se han planteado algunas ideas que señalan que el universo era mucho más denso antes de tener tiempo de expandirse hasta su tamaño actual.

El estudio se publica en la revista Astrophysical Journal.

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