Observaciones realizadas con el Telescopio Espacial James Webb (JWST) han revelado un número de galaxias masivas mayor de lo esperado cuando el Universo era todavía joven. El objetivo de este estudio es precisamente una de estas galaxias, ZF-UDS-7329. Es un objeto muy compacto y su espectro sugiere que se formó en una etapa muy temprana, cuando el Universo tenía alrededor de 2 mil millones de años.
Según las predicciones teóricas, estos objetos primero formaron una generación de estrellas en el centro de sus halos de materia oscura y posteriormente siguieron crecieron al fusionarse con otros halos. Sin embargo, debido al carácter aleatorio de estos procesos de fusión, se espera que un pequeño número de galaxias no haya experimentado ninguna fusión, conservando algunas de sus características originales desde su formación temprana. A estos objetos se les conoce como galaxias reliquias, siendo NGC 1277 el ejemplo prototípico.
En este estudio, analizamos las poblaciones estelares de ZF-UDS-7329 y descubrimos que se formó muy rápidamente. Menos de 250 millones de años después del Big Bang, más del 70% de la masa estelar de la galaxia ya se había formado. Cuando aplicamos un envejecimiento artificial a esta galaxia, encontramos que se asemeja notablemente a las galaxias reliquias. Por lo tanto, interpretamos que ZF-UDS-7329 es cómo se vería una galaxia reliquia local hace 11.7 mil millones de años.
Una de las ventajas de estudiar una galaxia a tan alto desplazamiento al rojo es que podemos inferir detalles muy precisos en su historia de formación estelar. Esto nos permitió comparar dos métodos para estimar cómo de rápido se formó ZF-UDS-7329. El primer método consiste en determinar las edades de su población estelar y calcular cuánto tiempo tomó formar la mitad de su masa. El segundo método es independiente al primero y se basa en usar la composición química como reloj cosmológico.
En las galaxias masivas locales, estas dos estimaciones suelen no coincidir bien, principalmente debido a las limitaciones inherentes a estudiar poblaciones estelares viejas. Sin embargo, nuestro estudio demuestra que, al examinar una galaxia muy distante que se encuentra en un Universo mucho más joven, ambos métodos arrojan resultados particularmente consistentes. La exploración de estos objetos, y de muchos otros, continuará con JWST. Al combinar las medidas del JWST a alto desplazamiento al rojo con los datos precisos obtenidos de galaxias cercanas esperamos construir una imagen más precisa y detallada de cómo se formaron las primeras galaxias y cómo evolucionaron hasta el Universo actual.