Zhúlóng: la galaxia espiral más distante del universo desafía todo lo que sabíamos sobre formación galáctica

Un equipo internacional de astrónomos, liderado por el Departamento de Astronomía de la Universidad de Ginebra (UNIGE), ha descubierto la galaxia espiral más lejana jamás observada: Zhúlóng. Ubicada a un corrimiento al rojo de z ≈ 5.2, esta galaxia existía cuando el universo tenía apenas mil millones de años, un momento en el que se creía que solo podían existir sistemas pequeños, caóticos y aún en formación. El hallazgo, publicado en Astronomy & Astrophysics, desafía los modelos actuales de evolución galáctica al revelar una estructura madura mucho antes de lo previsto por la teoría cosmológica estándar.

Zhúlóng exhibe características morfológicas sorprendentes: posee un bulbo central rojo y quiescente, un amplio disco estelar de unos 60.000 años luz de diámetro y claros brazos espirales bien definidos, similares a los de la Vía Láctea. Estas estructuras, junto a una distribución interna bien diferenciada entre regiones pasivas y activas, apuntan a una evolución galáctica de adentro hacia afuera. El núcleo ya ha cesado su formación estelar, mientras que las regiones exteriores aún están activas, formando nuevas estrellas.

El análisis fotométrico y morfológico, realizado con datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST), ALMA y el Hubble, indica que Zhúlóng tiene una masa estelar de aproximadamente 10¹¹ M☉, comparable a la de la Vía Láctea actual. Lo extraordinario es que esta masa fue alcanzada en un tiempo récord, lo que implica que la galaxia fue capaz de convertir más del 30% de sus bariones en estrellas, una eficiencia mayor que la de cualquier otra galaxia conocida en esa época.

A pesar de su gran tamaño y complejidad estructural, la galaxia muestra una tasa de formación estelar (SFR) de alrededor de 66 M☉/año, lo que la sitúa por debajo de la secuencia principal de galaxias activas en su época. Esta condición sugiere que Zhúlóng se encuentra en un estado transitorio, reduciendo su actividad de formación estelar y entrando posiblemente en una fase de inactividad.

El descubrimiento fue realizado de manera fortuita en el marco del programa PANORAMIC del JWST, diseñado para observar grandes áreas del cielo en modo "paralelo puro", una técnica que permite recopilar datos extragalácticos mientras el telescopio principal realiza otras tareas. Zhúlóng apareció como una anomalía durante la revisión de candidatos a galaxias masivas en el universo temprano, sorprendiendo por su forma espiral altamente organizada.

“Zhúlóng es una especie de versión acelerada de la Vía Láctea, que logró alcanzar una estructura madura en apenas mil millones de años”, explica el Dr. Mengyuan Xiao, autor principal del estudio. “Su eficiencia en formar estrellas y su morfología bien definida nos obligan a revisar nuestras suposiciones sobre cuándo y cómo se construyeron las galaxias masivas del universo.”

El hallazgo plantea serias preguntas sobre los mecanismos que permitieron este desarrollo acelerado. La existencia de una galaxia espiral tan grande y organizada en una época tan temprana sugiere que las leyes de la evolución galáctica pueden ser más flexibles o diversas de lo que se asumía. Como señala el profesor Pascal Oesch, coautor del estudio: “Zhúlóng no es solo una rareza; es una pista crucial que nos puede ayudar a entender la formación de las primeras estructuras complejas del universo”.

Referencias: Astronomy & Astrophysics