Un equipo internacional, en el que participó Carlos Donzelli, investigador del CONICET en el Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (IATE, CONICET-UNC), detectó una galaxia inesperadamente solitaria que parece haber atraído y asimilado a todas sus antiguas compañeras. La nueva galaxia, que se encuentra a unos 9.200 millones de años-luz de la Tierra, fue denominada 3C 297. En su interior, posee un cuásar, es decir, un agujero negro supermasivo que arrastra gas al centro de la galaxia y propulsa potentes chorros de materia.

El estudio, publicado recientemente en The Astrophysical Journal, se basa en datos obtenidos por el Observatorio Chandra de Rayos X de la NASA, y el Observatorio Internacional Gemini. Sus resultados podrían desafiar el consenso científico acerca de la velocidad de crecimiento de las galaxias en el Universo temprano.

Cuando los científicos realizaron observaciones de 3C 297 en el Observatorio Chandra de Rayos X, determinaron que está rodeada de grandes cantidades de gas con temperaturas de decenas de millones de grados, algo característico de los cúmulos de galaxias. Estos son enormes estructuras que usualmente poseen cientos o miles de galaxias.

Sin embargo, los datos procedentes del Observatorio Gemini de Hawaii sorprendieron a los investigadores. Donzelli, quien estuvo a cargo de su reducción y análisis, explica que “ninguna de las pequeñas galaxias que parecían estar a su alrededor son compañeras de esta galaxia gigante, pero por proyección las vemos más cerca de lo que realmente están”. Como expresa Valentina Missaglia, científica de la Universidad de Turín (Italia) y primera autora del trabajo, “3C 297 parece ser un cúmulo de galaxias al que le faltan todos sus objetos”.

Por otra parte, el chorro de su agujero negro supermasivo creó una intensa fuente de rayos X a unos 140.000 años-luz de distancia, lo que implica que penetró en el gas que rodea la galaxia.

La tercera característica de 3C 297 compatible con un cúmulo de galaxias ya había sido reportada en un estudio previo. Uno de los chorros de radio está doblado, lo que demuestra que ha interactuado con su entorno.

¿Cómo se explica la ausencia de todas las galaxias que se esperaría encontrar en un cúmulo? La hipótesis de los autores es que las galaxias circundantes se fusionaron con esta galaxia masiva, producto de su fuerza gravitacional.

El equipo de la investigación sugiere que 3C 297 ya no es un cúmulo de galaxias, sino un “grupo fósil”. En otras palabras, la etapa final de una galaxia que se arrastra y se fusiona con otras. Aunque este no es el primer grupo fósil detectado, se encontraría a una distancia mucho mayor que los más lejanos encontrados hasta ahora (los anteriores récords se encontraban a distancias de 4.900 y 7.900 millones de años-luz).

Con cierta cautela, Donzelli señala que existe la posibilidad de que 3C 297 efectivamente tenga compañeras cercanas, pero más débiles que lo que el telescopio Gemini puede detectar. Sin embargo, la presencia de galaxias enanas a su alrededor seguiría sin explicar la ausencia de galaxias más grandes, como la Vía Láctea.

Mischa Schirmer, investigador del Max-Planck-Institut für Astronomie y uno de los coautores del estudio, afirma que: “Puede resultar difícil explicar cómo el universo fue capaz de crear este sistema sólo 4.600 millones de años después del big bang”. “Estos resultados no rompen nuestras ideas de cosmología, pero empiezan a empujar los límites de la rapidez con que deben haberse formado tanto las galaxias como los cúmulos de galaxias”, agrega el científico.

“En astronomía, lo que conocemos siempre está sujeto de ser rechequeado a partir de nuevas observaciones, en sintonía con los avances tecnológicos”, apunta Donzelli. Para el investigador argentino, este trabajo abre el juego para el estudio de objetos similares, con el fin de indagar si otras galaxias masivas también se tragaron a sus vecinas.

Referencia bibliográfica:

Missaglia, V, Madrid, J.P., Schirmer, M., Massaro, F., Rodríguez-Ardila, A., Donzelli, C.J., Valencia, M., Paggi, A., Kraft, R.P., Stuardi, C., Wilkes, B.J. (2023). Powerful Yet Lonely: Is 3C 297 a High-redshift Fossil Group? The Astrophysical Journal Supplement Series, 264(1): 6. DOI 10.3847/1538-4365/ac9f3e