Una ciudad donde las farolas brillan, pero su luz no se dispersa en la niebla, sino que sube al cielo casi por completo. Así es la galaxia U37126, que los astrónomos han observado en el universo temprano con el telescopio espacial James Webb. Su luz ha tardado más de 13 mil millones de años en llegar hasta nosotros.
En las galaxias normales, alrededor de las estrellas jóvenes y calientes hay mucho gas. Ese gas brilla cuando las estrellas lo calientan y, a la vez, absorbe parte de la radiación ultravioleta. Pero en U37126 los astrónomos no vieron el brillo esperado del gas. En cambio, la luz de las estrellas era muy brillante y azul. Eso significa que la galaxia está casi desprovista de la “niebla” de gas: esta ha sido expulsada hacia afuera por la intensa radiación y el viento de las estrellas masivas.
Una galaxia tan “desnuda” deja escapar más del 86% de su luz ultravioleta. En comparación, en las galaxias típicas esa fracción suele ser inferior al 10%. Precisamente esa luz, en el universo temprano, calentaba e ionizaba el hidrógeno intergaláctico, haciendo que el espacio se volviera transparente. Aunque hubiera pocas galaxias así, solo un pequeño porcentaje del total, podrían haber aportado la mitad o incluso toda la luz necesaria para ello.
Los astrónomos han construido un modelo de la población estelar de U37126. Resulta que la galaxia tiene estrellas muy jóvenes y masivas, y el ritmo de formación estelar es enorme: unas 10 masas solares por año. Además, la galaxia es diminuta, por lo que la densidad de estrellas y la velocidad de formación por unidad de área están entre las más altas conocidas. Parece que el gas en el centro de la galaxia se convirtió rápidamente en estrellas y luego la intensa radiación barrió los restos de gas hacia afuera. Así surgió una “isla” estelar desnuda, cuya luz se escapa al espacio sin obstáculos.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2602.02322
We present very deep (~11h) JWST/MIRI low-resolution spectroscopy of the rest-frame optical emission of U37126, a UV-bright (M_UV ~ -20), mildly lensed ($$\mu\simeq 2.2$$) galaxy at z=10.255. The continuum emission is well detected in both NIRSpec and MIRI spectra, yet no nebular recombination or metal emission lines are observed (EW(Hbeta+[OIII])<300A and EW(Halpha)<400A, at 3sigma). Combined with the exceptionally blue UV continuum slope, beta_UV ~ -2.9, and weak/flat Balmer break, these constraints indicate a stellar population dominated by very young and massive stars with a strongly suppressed nebular contribution. Comparisons with synthetic stellar population models indicate that U37126 requires both a very high ionizing photon production efficiency, log(Xi_ion / Hz erg^-1) ~ 25.75, and a nearly unit LyC escape fraction, of fesc>86% (3sigma) based on Halpha flux limit and fesc=0.94+/-0.06 derived independently from SED fitting. The best-fit SED yields a (de-lensed) stellar mass of Mstar ~ 10^7.8 Msun and a star-formation rate of SFR~10Msun/yr (sSFR~160 Gyr^-1), that along with its very compact size, reff~61pc, yields very high stellar mass and star-formation-rate surface densities, Sigma_M ~ 3x10^3 Msun/pc^2 and Sigma_SFR ~ 400 Msun/yr/kpc^2. Together with the lack of detectable nebular emission, these properties suggest that U37126 is undergoing an ``ISM-naked'' starburst phase, possibly driven by an extremely efficient gas-to-star conversion followed by strong feedback that has cleared the remaining gas from its stellar core, allowing most LyC photons to escape. Finally, we show that even a small fraction of galaxies like U37126 (~ 3%-6%), with extreme LyC production and escape, could contribute disproportionately (~ 50%-100%) to the ionizing photon budget during cosmic reionization.
La luz de U37126 ha tardado 13,1 mil millones de años en llegar hasta nosotros, casi toda la edad del universo. Vemos esta galaxia tal como era solo 400 millones de años después del Big Bang.