Una galaxia expulsa metales en los albores del universo

Original: "AEON-z5: A Candidate AGN-driven Outflow Enriching the Circumgalactic Medium at $$z\simeq5.23$$"
arXiv:2609.08264v1 · 2026-09-08 · CC BY 4.0 · 3 min
El telescopio James Webb ha observado cómo el núcleo activo de una galaxia expulsa gas enriquecido hacia las afueras apenas mil millones de años después del Big Bang.

En la fragua de las afueras del pueblo, el herrero aviva el fuego y las chispas vuelan hacia la oscuridad. Así, en la galaxia AEON-z5, el núcleo activo, como una fragua al rojo vivo, expulsa materia enriquecida con metales mucho más allá del disco estelar. El telescopio James Webb ha captado este proceso apenas mil millones de años después del Big Bang, cuando el universo era aún muy joven.

El gas en la línea Hα+[N ii] se extiende hasta un radio proyectado de más de 4 kiloparsecs, lo que supone 2–2,5 veces el radio efectivo de la componente estelar, con una masa de unas 2×10^10 masas solares. El perfil central de la línea se descompone en tres componentes: un núcleo estrecho con una anchura de 88 km/s, un ala azul con un desplazamiento de −288 km/s y un flujo rojo asimétrico dominante con un desplazamiento medio de +489 km/s y una anchura de 630 km/s. El ala de alta velocidad alcanza 792 km/s, y un posible cúmulo separado tiene una velocidad de unos 2800 km/s. Es como si de la fragua no solo salieran chispas, sino también trozos enteros de metal incandescente.

La velocidad del posible cúmulo, 2800 km/s, es 10 veces la velocidad de una bala. Si ese cúmulo estuviera realmente asociado a la galaxia, recorrería la distancia de la Tierra a la Luna en dos minutos.

La relación [N ii]λ6584/Hα es de 0,49 en el núcleo y de 0,33 en la nebulosa, lo que corresponde a una metalicidad de 0,98 y 0,76 veces la solar según la calibración AURORA. Incluso teniendo en cuenta la excitación por el núcleo activo y los errores sistemáticos, la metalicidad se mantiene por encima de 0,37 veces la solar. En otras palabras, el gas ya ha pasado por las estrellas, que, como hornos, han fundido elementos más pesados a partir de hidrógeno y helio. El modelado de la distribución espectral de energía da una luminosidad del disco de acreción de 4,1×10^45 erg/s, suficiente para alimentar un flujo de salida con una potencia cinética de hasta 6,6×10^42 erg/s.

Antes no estaba claro si los núcleos activos de galaxias ya en el primer mil millones de años después del Big Bang podían expulsar gas enriquecido con metales hacia las afueras de las galaxias y al medio circundante. Ahora se ha descubierto la galaxia AEON-z5, donde la emisión de nitrógeno e hidrógeno se rastrea hasta 4 kiloparsecs, y la metalicidad del gas es cercana a la solar. Esto apunta a una transferencia real de materia procesada químicamente. Se comparó la distribución espacial de las líneas de emisión con el tamaño del disco estelar y se midieron las velocidades del gas mediante el desplazamiento de las líneas en el espectro sin rendija.

El resultado puede usarse como referencia para interpretar futuras observaciones de absorbentes metálicos y para calibrar modelos de retroalimentación en el universo temprano. Las chispas de la fragua se dispersan cada vez más lejos, y por fin vemos cómo se asientan en la oscuridad circundante, enriqueciéndola con metales para las futuras generaciones de estrellas y planetas.

La velocidad del posible cúmulo, 2800 km/s, es 10 veces la velocidad de una bala. Si tal cúmulo estuviera realmente asociado con la galaxia, recorrería la distancia de la Tierra a la Luna en dos minutos.

En la novela de Stanisław Lem «Fiasco» se describen los intentos de la humanidad por establecer contacto con una civilización oculta tras potentes emisiones de energía y materia. AEON-z5 recuerda que incluso las galaxias solitarias pueden expulsar materia a distancias enormes, creando estructuras que apenas comenzamos a distinguir.

M_{\rm ion} \simeq 3.2\times10^6 \left(\frac{L_{\rm H\alpha}}{10^{41}}\right) \left(\frac{100}{n_e}\right) \, M_\odot
La masa de gas ionizado es proporcional a la luminosidad de la línea Hα e inversamente proporcional a la densidad electrónica n_e.
M_{\rm dyn}(<r) = \frac{v_{\rm LOS}^2 r}{G \sin^2 i}
La masa necesaria para mantener el gas en una órbita circular depende de la velocidad radial v_LOS, el radio r y la inclinación de la órbita i.
Científicos
Fritz ZwickySubrahmanyan ChandrasekharAdam RiessJohn Archibald WheelerGalileo GalileiWilliam Herschel
Conceptos
galaxiateorema del virialecuación de Vlasov