Cómo las galaxias exhalan su gas ✛ ✎

Original: "Outflows in the Early Universe: Neutral gas Absorption in Galaxies at z > 3 from low-resolution JWST Spectroscopy"
arXiv:2607.20606v1 · 2026-07-22 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 2 min
El telescopio James Webb captó galaxias lejanas en el momento en que expulsan gas frío, despojándose del combustible para formar nuevas estrellas.

Solo dos mil millones de años después del Big Bang, las masivas galaxias ya estaban exhalando su gas de vuelta al espacio. El telescopio JWST lo detectó por la huella amarilla del sodio, un color familiar por las farolas. Esta huella aparece cuando el gas frío absorbe la luz. En las galaxias, ese gas es el combustible principal para formar nuevas estrellas.

Las líneas amarillas del sodio en el espectro de una galaxia son como la firma del frío medio interestelar (el medio enrarecido entre las estrellas), oculto tras el denso polvo cósmico.

Para entender adónde va el combustible, los astrónomos liderados por Matteo Sapori estudiaron 811 galaxias lejanas con un corrimiento al rojo (el estiramiento de la luz por la expansión del Universo) entre 3 y 7. Utilizaron la espectroscopía, un método que descompone la luz en colores, como una gota de lluvia crea un arcoíris. En cada espectro buscaron una caída en la longitud de onda del sodio. Solo encontraron una señal clara en 20 galaxias, pero precisamente resultaron ser las más masivas y polvorientas. Entre aquellas en las que la formación estelar ya se había debilitado, la proporción con esta exhalación alcanzaba el 43%. Las estimaciones mostraron que el gas sale más rápido de lo que se convierte en nuevas estrellas, hasta 12 masas solares por año.

En las galaxias donde apenas nacen nuevas estrellas, el viento neutro sopla con especial frecuencia, casi en una de cada dos.

¿Qué expulsa el gas? Lo más probable es que sea la intensa radiación de estrellas masivas jóvenes, y a veces también el núcleo galáctico activo: un agujero negro supermasivo que devora materia en el centro. Este viento vacía las reservas de combustible frío y la formación estelar se apaga. Así, las tempranas galaxias pasan de una juventud turbulenta a una madurez tranquila. Dos franjas amarillas en el arcoíris de la luz nos contaron cómo el Universo aprendió a respirar muchos miles de millones de años antes que nosotros.

Las líneas amarillas del sodio, que revelan la exhalación galáctica, son las mismas que hacen que las farolas brillen con luz ámbar.

N_{\text{NaI}} = 1.13 \times 10^{20} \frac{EW}{f_{lu} \lambda_{lu}^2} \, \text{cm}^{-2}
Relación entre la anchura equivalente de la línea de absorción del Na I D (EW) y el número de átomos en la línea de visión (N_NaI) suponiendo gas ópticamente delgado.
\dot{M}_{\text{out}} = 1.2 \, M_\odot \, \text{yr}^{-1} \left( \frac{\Omega}{0.4 \cdot 4\pi} \right) \left( \frac{R_{\text{out}}}{1 \, \text{kpc}} \right) \left( \frac{v_{\text{out}}}{200 \, \text{km/s}} \right) \left( \frac{EW}{1 \, \text{Å}} \right)
Tasa de eyección de masa (Mdot_out) en función del ángulo sólido del flujo (Omega), su radio (R_out), velocidad (v_out) y la anchura equivalente medida.
Científicos
Ludwig BoltzmannAlan GuthAlexander FriedmannAndrei LindeGeorges LemaîtreJames Peebles
Conceptos
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