¿Las galaxias jóvenes crecen más rápido de lo que se pensaba? Descubren una química especial en galaxias muy lejanas

Cuando el universo aún no tenía mil millones de años, se encontraba en una fase de intensa actividad. Las galaxias crecían rápidamente, formaban estrellas en gran número y sentaban así las bases del cosmos actual. Ahora, los astrónomos han obtenido una visión sin precedentes de esta época temprana.

Un nuevo estudio se centra en 18 galaxias extremadamente lejanas, cuya luz ha tardado unos 12 500 millones de años en llegar a la Tierra, por lo que las imágenes son registros del universo muy joven. Los investigadores observaron los objetos durante un periodo de ocho años, combinando datos del espectro ultravioleta e infrarrojo con los del espectro radioeléctrico.

Se utilizaron tres de los instrumentos más potentes de la astronomía moderna: el telescopio espacial Hubble, el telescopio espacial James Webb (JWST) y el conjunto de radiotelescopios ALMA en Chile. Las observaciones espaciales se complementaron con mediciones realizadas por telescopios terrestres, que permitieron determinar, por ejemplo, la masa total de las estrellas en las galaxias. El resultado es una imagen inusualmente completa de galaxias jóvenes en una fase importante de su desarrollo.

La química del universo primitivo

"Con esta muestra, nos encontramos en una posición única para estudiar la evolución de las galaxias durante una fase clave del universo que hasta ahora era difícil de representar", afirma Andreas Faisst, del Centro de Procesamiento y Análisis Infrarrojo (IPAC) del Instituto Tecnológico de California (Caltech).

Las observaciones forman parte del estudio internacional ALPINE-CRISTAL-JWST, en el que participan más de 50 científicos de más de 15 instituciones. Los resultados se presentaron a principios de enero de 2026 en la conferencia de la Sociedad Astronómica Americana y se publicaron en la serie de suplementos de la revista Astrophysical Journal.

Especialmente sorprendente es la velocidad a la que se desarrollan las galaxias jóvenes. El análisis muestra que están mucho más enriquecidas químicamente de lo que se suponía hasta ahora. Ya en esta fase temprana contienen grandes cantidades de elementos pesados como el carbono y el oxígeno.

Las galaxias más jóvenes, "como adolescentes"

Estos elementos, denominados "metales" en astronomía, se forman en el interior de las estrellas. Cuando las nubes de gas colapsan y se forman nuevas estrellas, se inician procesos nucleares que transforman los elementos ligeros en otros más pesados. Con la muerte de las estrellas masivas, los materiales vuelven al medio interestelar y quedan a disposición de la siguiente generación de estrellas. Sin este ciclo, no habría planetas ni vida.

Otro resultado del estudio concuerda con esta rápida evolución: en casi la mitad de las galaxias estudiadas, los agujeros negros supermasivos centrales crecen con especial rapidez. Devoran activamente la materia de su entorno, lo que indica que estos objetos también funcionan a pleno rendimiento desde el principio.

Descubiertas las características de las galaxias antiguas

Los resultados anteriores del estudio ALPINE ya habían demostrado que muchas galaxias jóvenes poseen discos giratorios sorprendentemente ordenados. Durante mucho tiempo, estas estructuras se consideraron una característica de galaxias más antiguas, como la Vía Láctea. Ahora se confirma que la madurez estructural y química parecen ir de la mano. «Con el nuevo estudio, ahora podemos demostrar que algunas de las galaxias ya estaban muy desarrolladas tanto estructural como químicamente», afirma Faisst.

El entorno de las galaxias, el medio circungaláctico, también es rico en elementos pesados. "Las galaxias presentan gradientes muy planos en sus concentraciones de metales, que se extienden a lo largo de más de 30 000 años luz", explica el coautor Wuji Wang, investigador postdoctoral del IPAC.

En el futuro, los investigadores quieren combinar sus observaciones con simulaciones cosmológicas. "La combinación de observaciones y simulaciones ofrece una potente sinergia", explica Faisst. Con ello, los investigadores pretenden comprender mejor cómo se formaron las primeras estrellas, planetas y, en última instancia, galaxias como nuestra Vía Láctea.

Referencia de la noticia:

Faisst, A. L., Fujimoto, S., Tsujita, A., Wang, W., et al. (2025): The ALPINE-CRISTAL-JWST Survey: JWST/IFU Optical Observations for 18 Main-sequence Galaxies at z = 4–6. The Astrophysical Journal Supplement Series, 282, 1.

Fujimoto, S., Faisst, A. L., Tsujita, A., Kohandel, M., Lee, L. L., et al. (2025): The ALPINE-CRISTAL-JWST Survey: NIRSpec IFU Data Processing and Spatially-resolved Views of Chemical Enrichment in Normal Galaxies at z = 4 – 6. arXiv.