Un equipo internacional de astrónomos ha, por primera vez, vio una masiva, galaxia inactiva de una época en la que el Universo tenía sólo 1,65 mil millones de años.

Los astrónomos esperan que la mayoría de las galaxias de esta época sean pececillos de baja masa, formando estrellas afanosamente. Sin embargo, esta galaxia es 'un monstruo' e inactiva, según el profesor Karl Glazebrook, Director del Centro de Astrofísica y Supercomputación de Swinburne, quien lideró el equipo.

Los investigadores encontraron que en un corto período de tiempo esta galaxia masiva, conocido como ZF-COSMOS-20115, formó todas sus estrellas (tres veces más que nuestra Vía Láctea actual) a través de un evento extremo de explosión de estrellas. Pero dejó de formar estrellas solo mil millones de años después del Big Bang para convertirse en una galaxia inactiva o 'roja y muerta', común en nuestro Universo hoy, pero no se esperaba que existiera en esta época antigua.

La galaxia también es pequeña y extremadamente densa, tiene 300 mil millones de estrellas apiñadas en una región del espacio del mismo tamaño que la distancia del Sol a la cercana Nebulosa de Orión.

Los astrofísicos todavía debaten cómo las galaxias dejan de formar estrellas. Hasta hace poco, los modelos sugirieron galaxias muertas o 'pepitas rojas' como esta solo deberían existir alrededor de tres mil millones de años después del Big Bang.

"Este descubrimiento establece un nuevo récord para la primera galaxia roja masiva. Es un hallazgo increíblemente raro que plantea un nuevo desafío a los modelos de evolución de galaxias para adaptarse a la existencia de tales galaxias mucho antes en el Universo. "Dice el profesor Glazebrook.

Esta investigación se basa en un estudio anterior de Swinburne que sugirió que tales galaxias muertas podrían existir basándose en el hallazgo de objetos de color rojo tenue en imágenes de infrarrojo cercano extremadamente profundas.

En este último estudio, Los astrónomos utilizaron los telescopios W M Keck en Hawai'i para confirmar las firmas de estas galaxias, a través del nuevo y exclusivo espectrógrafo MOSFIRE. Tomaron espectros profundos en longitudes de onda del infrarrojo cercano para buscar las características definitivas que significan la presencia de estrellas viejas y la falta de formación estelar activa.

"Usamos el telescopio más poderoso del mundo, pero todavía necesitábamos mirar esta galaxia durante más de dos noches para revelar su naturaleza extraordinaria, "el coautor, el profesor Vy Tran, de la Universidad de Texas A&M, dice.

Incluso con telescopios grandes como el Keck con un espejo de 10 metros, Se requiere un tiempo de observación prolongado para detectar líneas de absorción que son muy débiles en comparación con las líneas de emisión más prominentes generadas por galaxias activas formadoras de estrellas.

"Al recolectar suficiente luz para medir el espectro de esta galaxia, desciframos la narrativa cósmica de qué estrellas y elementos están presentes en estas galaxias y construimos una línea de tiempo de cuándo formaron sus estrellas, "Dice el profesor Tran.

La tasa de formación de estrellas observada de esta galaxia produce menos de una quinta parte de la masa del Sol al año en estrellas nuevas, pero en su punto máximo, 700 millones de años antes, esta galaxia se formó 5000 veces más rápido.

"Esta enorme galaxia se formó como un petardo en menos de 100 millones de años, justo al comienzo de la historia cósmica, "Dice el profesor Glazebrook.

"Rápidamente se convirtió en un objeto monstruoso, luego, con la misma rapidez, se apagó y se apagó. En cuanto a cómo hizo esto, solo podemos especular. Esta rápida vida y muerte tan temprano en el Universo no es predicha por nuestras teorías modernas de formación de galaxias ".

Coautor, el Dr. Corentin Schreiber de la Universidad de Leiden, quien primero midió el espectro, especula que estos primeros petardos están ocultos detrás de un velo de polvo y que las observaciones futuras con telescopios de ondas submilimétricas los detectarán.

"Las ondas submilimétricas son emitidas por el polvo caliente que bloquea otra luz y nos dirá cuándo explotaron estos petardos y qué papel desempeñaron en el desarrollo del universo primordial, "dice el Dr. Schreiber.

Con el lanzamiento del telescopio espacial James Webb en 2018, Los astrónomos podrán acumular grandes muestras de estas galaxias muertas debido a su alta sensibilidad. espejo grande, y la ventaja de no tener atmósfera en el espacio.

Esta investigación ha sido publicada en Naturaleza .