El Telescopio James Webb ha descubierto Zhúlóng, una galaxia espiral masiva y completamente formada donde solo se esperaba caos primordial. Situada en un universo con apenas mil millones de años, exhibe una complejidad y masa que los científicos creían imposibles.
En las profundidades del universo primitivo, cuando el cosmos apenas había superado sus primeros mil millones de años de existencia, el Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha revelado una estructura cósmica que redefine nuestra comprensión de la evolución galáctica: Zhúlóng, el «Dragón Antorcha», según informan los autores de esta investigación en un artículo publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.
Esta galaxia espiral, cuyo nombre evoca a una deidad solar de la mitología china, creadora del día y la noche, fue descubierta casi por casualidad durante el ambicioso sondeo PANORAMIC del JWST. Su importancia radica en ser una galaxia espiral de gran diseño y extraordinariamente masiva, cuya luz nos llega desde una época tan temprana que su mera existencia desafía las teorías actuales.
Los astrónomos estiman su distancia basándose en el color de su luz, una técnica conocida como «corrimiento al rojo fotométrico», que sitúa a Zhúlóng en un momento en que el universo tenía aproximadamente solo mil millones de años.
Lo que más asombra de Zhúlóng es su sorprendente madurez estructural para una edad cósmica tan temprana. Presenta un «bulbo clásico» en su centro, una densa aglomeración esférica de estrellas similar a las que se observan en el corazón de galaxias mucho más antiguas y cercanas a nosotros. Rodeando este bulbo, se extiende un vasto disco estelar aplanado, que vemos casi de frente, con un brillo que disminuye gradualmente desde el centro hacia afuera.
El tamaño de este disco es considerable, con un radio que encierra la mitad de su luz (una medida estándar del tamaño galáctico) de aproximadamente 12.000 años luz. Y, de manera aún más impactante, claros brazos espirales, patrones arremolinados de estrellas y gas, se despliegan majestuosamente a lo largo de un diámetro total de unos 62.000 años luz.
Crecimiento de dentro hacia afuera
Un análisis detallado de la luz proveniente de diferentes partes de Zhúlóng revela una historia de crecimiento «de adentro hacia afuera». El núcleo central es predominantemente rojo, un color que indica la presencia de estrellas más viejas, y parece haber cesado en gran medida su actividad de formación estelar, encontrándose en un estado «quiescente».
Esta región central también exhibe una altísima concentración de masa estelar, es decir, una enorme cantidad de estrellas empaquetadas en un volumen relativamente pequeño. En contraste, las regiones exteriores del disco y los brazos espirales bullen con actividad, donde nuevas estrellas, más jóvenes y azuladas, continúan naciendo.
La cantidad total de estrellas que alberga Zhúlóng es otro de sus rasgos más desconcertantes. Su masa estelar es comparable a la de nuestra propia Vía Láctea actual, alcanzando la asombrosa cifra de unas cien mil millones de veces la masa de nuestro Sol. Que una galaxia haya podido acumular tal cantidad de estrellas tan pronto en la historia del universo implica una eficiencia de formación estelar extraordinariamente alta.
Los cálculos sugieren que Zhúlóng convirtió en estrellas alrededor del 30% de toda la materia ordinaria (el gas que forma estrellas y planetas) disponible en su entorno. Esta tasa de conversión es aproximadamente una vez y media más alta que la observada incluso en las galaxias más eficientes que vemos en épocas cósmicas mucho más tardías, lo que pone en jaque los modelos sobre la rapidez con la que las galaxias pueden fabricar sus poblaciones estelares.
Referencia
PANORAMIC: Discovery of an ultra-massive grand-design spiral galaxy at z ∼ 5.2. Mengyuan Xiao et al. A&A Volume 696, April 2025; Article Number A156. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/202453487
Producción estelar
A pesar de la actividad en su disco, la tasa global a la que Zhúlóng está creando nuevas estrellas actualmente es relativamente modesta para una galaxia de su tamaño en esa época: alrededor de 66 veces la masa de nuestro Sol cada año. Esta cifra la sitúa por debajo de la «secuencia principal de formación estelar», una relación observada entre la masa de una galaxia y su ritmo de producción de estrellas. Esto podría significar que Zhúlóng, después de un período de crecimiento muy rápido, ya estaba comenzando a ralentizar su producción estelar, quizás en transición hacia una fase más pasiva.
El descubrimiento de Zhúlóng, una galaxia tan madura y masiva existiendo tan solo mil millones de años después del Big Bang, tiene profundas implicaciones. Demuestra que las galaxias complejas y bien estructuradas pudieron surgir mucho antes de lo que se pensaba, obligando a los astrónomos a reconsiderar la cronología de la evolución cósmica.
Grandes interrrogantes
En aquel entonces, el universo era un lugar mucho más denso y dinámico, donde se esperaría que las frecuentes colisiones entre galaxias impidieran la formación o la supervivencia de estructuras tan organizadas y extensas como los discos espirales.
El «Dragón Antorcha» no solo es un análogo de nuestra Vía Láctea formado diez veces más rápido, sino que también plantea interrogantes fundamentales sobre cómo pudo ensamblarse y evolucionar en un entorno tan hostil, ofreciendo una nueva y crucial pieza en el rompecabezas de la formación de las primeras galaxias.
