Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto una galaxia espiral colosal en el universo temprano, un hallazgo que desafía las teorías actuales sobre la evolución galáctica. La galaxia, apodada “Big Wheel”, se encuentra a 11 500 millones de años luz de distancia, lo que significa que las imágenes captadas muestran cómo era cuando el universo tenía apenas 2 mil millones de años.
El descubrimiento fue realizado gracias a las observaciones del Telescopio Espacial James Webb (JWST) y el Telescopio Espacial Hubble (HST), que revelaron una galaxia con una estructura de disco bien definida y brazos espirales prominentes. Esta estructura es inusual para una época tan temprana en la historia del cosmos, ya que los modelos teóricos predicen que las galaxias en el universo joven deberían ser más pequeñas y desordenadas.
Con un diámetro de al menos 30 000 años luz, Big Wheel es tres veces más grande que otras galaxias de disco descubiertas en el universo temprano. Además, su velocidad de rotación es de aproximadamente 330 kilómetros por segundo, similar a la de grandes espirales en el universo actual, como la Vía Láctea.
Una galaxia madura en un universo joven
Lo que hace aún más sorprendente a Big Wheel es su estado de desarrollo. Sus características indican que es una galaxia madura, con una estructura espiral organizada, un núcleo compacto y rojizo, y una extensa región de formación estelar. Estas propiedades generalmente se asocian con galaxias que han evolucionado durante miles de millones de años, no con aquellas que se formaron en los primeros milenios del universo.
Los astrónomos calcularon que Big Wheel tiene una masa estelar de aproximadamente 370 mil millones de veces la masa del Sol, lo que la convierte en una de las galaxias más masivas detectadas en esta época. Además, los datos obtenidos con el telescopio de rayos X Chandra sugieren la presencia de un agujero negro supermasivo en su centro, un rasgo típico de galaxias bien establecidas.
Según los modelos actuales de formación galáctica, las galaxias de disco en el universo temprano deberían ser mucho más pequeñas. Las simulaciones computacionales indican que la probabilidad de encontrar una galaxia de estas dimensiones en este periodo cósmico es menor al 2 %, lo que sugiere que hay procesos desconocidos que están impulsando la rápida evolución de ciertas galaxias en el universo primitivo.
Un entorno denso que podría explicar su crecimiento
Big Wheel no se encuentra aislada, sino en una región del universo excepcionalmente densa, con una concentración de galaxias más de diez veces superior al promedio cósmico. Este entorno extremo, posiblemente un proto-cúmulo galáctico, podría haber favorecido su rápido crecimiento.
Los investigadores plantean varias hipótesis para explicar la inusual evolución de Big Wheel. Una posibilidad es que haya crecido mediante fusiones no destructivas con otras galaxias ricas en gas, lo que permitió que su disco espiral se expandiera sin perder su estructura ordenada. Otra teoría sugiere que pudo haberse beneficiado de una acumulación eficiente de gas frío, lo que aceleró su formación estelar y la hizo crecer rápidamente.
La presencia de un proto-cúmulo galáctico en su entorno también indica que Big Wheel podría haber seguido evolucionando hasta convertirse en una de las galaxias más grandes de su grupo local. Los astrónomos creen que este hallazgo podría ser una pista clave para comprender la formación de las galaxias gigantes que observamos en el universo actual.
Un descubrimiento impulsado por una colaboración internacional
El estudio de Big Wheel fue realizado por un equipo internacional de astrónomos de diversas instituciones, incluyendo científicos de Italia, Estados Unidos, Australia y los Países Bajos. Investigadores del Instituto de Astronomía de la Universidad de Groningen en los Países Bajos también participaron en el análisis de los datos.
Para obtener una imagen completa de la galaxia, los astrónomos combinaron observaciones de múltiples telescopios. Mientras que el JWST proporcionó imágenes infrarrojas detalladas de su disco, el radiotelescopio ALMA en Chile permitió trazar la distribución y el movimiento del gas dentro de la galaxia. Además, las observaciones con el Hubble mostraron la presencia de cúmulos estelares en sus regiones exteriores, posiblemente estrellas jóvenes naciendo en el borde de la galaxia.
Los resultados del estudio fueron publicados en la revista Nature Astronomy, lo que destaca la importancia de este descubrimiento para la comunidad científica.
El Telescopio James Webb sigue redefiniendo nuestra visión del cosmos
Desde su lanzamiento en diciembre de 2021, el Telescopio Espacial James Webb ha revolucionado nuestra comprensión del universo primitivo. En sus primeros años de operación, ha identificado las galaxias más antiguas conocidas, así como otros objetos que desafían las teorías actuales.
Entre los hallazgos más intrigantes del JWST se incluyen galaxias con composición química inesperada, estructuras estelares que no encajan en los modelos actuales y agujeros negros supermasivos formados mucho antes de lo que se creía posible.
El descubrimiento de Big Wheel es otro ejemplo de cómo el JWST está cambiando nuestra comprensión de la evolución cósmica. Su existencia plantea preguntas fundamentales sobre los mecanismos que impulsaron la formación y crecimiento de las galaxias en el universo primitivo.
Los astrónomos planean continuar estudiando Big Wheel con nuevas observaciones en diferentes longitudes de onda para obtener una visión más detallada de su historia evolutiva. También buscarán galaxias similares en otras regiones del cosmos para determinar si este tipo de formación galáctica es más común de lo que se pensaba.
Con cada nueva observación, el JWST sigue desafiando nuestras ideas sobre el universo temprano y revelando que la historia cósmica es mucho más compleja y fascinante de lo que imaginábamos.
Fuente: Wang, W., Cantalupo, S., Pensabene, A. et al. A giant disk galaxy two billion years after the Big Bang. Nat Astron (2025). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02500-2
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