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En el telescopio se ve una galaxia que parece un gigantesco molinete luminoso. Su disco se extiende a lo largo de treinta mil años luz, un tercio del diámetro de nuestra Vía Láctea. Pero lo más sorprendente es que este molinete ya existía dos mil millones de años después del nacimiento del universo. Se pensaba que sistemas estelares tan grandes y ordenados debían tardar mucho más en formarse.

Los astrónomos apuntaron hacia ella dos potentes instrumentos a la vez: el telescopio espacial James Webb y el conjunto de radiotelescopios ALMA, en el desierto chileno. A partir de la emisión de carbono ionizado, midieron la velocidad a la que gira el gas en distintas partes del disco. Las regiones exteriores se mueven a quinientos treinta kilómetros por segundo, como si en un segundo el gas recorriera la distancia entre Madrid y Barcelona. Esa velocidad indica que la galaxia está cohesionada por una enorme nube de materia oscura invisible. Hay aproximadamente dos veces y media más materia oscura que materia ordinaria, es decir, estrellas y gas.

Antes se creía que estos gigantes crecían lentamente, durante miles de millones de años, atrayendo gas del espacio circundante. Pero ADF22.1 ya en su juventud alcanzó el tamaño y la velocidad de rotación de las galaxias espirales más masivas del universo actual. Esto significa que el mecanismo que impide el crecimiento de las galaxias, la expulsión de energía por el agujero negro supermasivo central, funcionó mal en esta galaxia. El gas siguió cayendo tranquilamente sobre el disco, y este creció a toda velocidad.

¿Qué será de este molinete? Al compararla con galaxias vecinas actuales, los astrónomos sugieren que, dentro de miles de millones de años, se convertirá en una galaxia elíptica, una especie de 'bola' estelar masiva sin brazos espirales. Quizás una de esas galaxias elípticas gigantes que vemos a nuestro alrededor sea una ADF22.1 ya madura.

Resumen original

tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2604.07440

Recent JWST observations revealed two massive ($$M_{\star} \gtrsim 10^{11}\,M_{\odot}$$), unexpectedly large spiral galaxies at $$z \sim 3$$, both in overdense environments. We focus on one of these, ADF22.1 at $$z = 3.09$$, which hosts an active galactic nucleus (AGN), exploiting its extended [CII] emission ($$\sim$$30 kpc in diameter) with high-resolution observations from the Atacama Large Millimetre Array and JWST. We find a flat outer rotation curve reaching $$\sim$$530 km s$$^{-1}$$, and perform, for the first time for a system of this type, a rotation-curve decomposition. We infer a dark-matter halo mass of $$\log(M_{200}/M_{\odot})=12.9^{+0.4}_{-0.3}$$, a baryon-to-halo mass ratio of $$0.4^{+0.6}_{-0.3}$$ in units of the cosmological baryon fraction, and a ratio between the baryonic and dark-matter halo specific angular momentum of $$1.0^{+0.7}_{-0.5}$$. Comparing these quantities with those of local galaxies, we find that ADF22.1 is indistinguishable from $$z=0$$ giant discs, pointing to the inefficiency of AGN feedback in halting disc growth. Using the Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory survey, we identify potential $$z=0$$ descendants of ADF22.1, suggesting it will evolve into an extreme (in either mass or angular momentum) early-type galaxy. Finally, we argue that cold-stream accretion, invoked to explain disc formation at $$z > 1$$, cannot simultaneously account for its size, dynamical properties, high specific angular momentum, and baryon-to-halo mass ratio. Instead, sustained accretion from the hot circumgalactic medium, either via spontaneous or fountain-driven condensation, offers a more physically plausible formation pathway.