JWST descubre M1149-BSG-z5: la galaxia espiral barrada más distante

Propiedades físicas clave

• Masa estelar y madurez: Aunque se observa cuando el universo tenía apenas unos 1.100 millones de años (aproximadamente el 8% de su edad actual), M1149-BSG-z5 es una galaxia masiva. Los modelos de distribución de energía espectral (SED) arrojan una masa estelar de aproximadamente 10¹⁰–10¹¹ masas solares (M☉), lo que indica un ensamblaje de masa sorprendentemente rápido .
• Estructura de barra: Tanto el ajuste de elipses isofotales como el modelado estructural confirman una barra estelar con una longitud de a_bar ≈ 1,1–1,5 kpc (aproximadamente 3.600 a 4.900 años luz) . La barra es claramente visible en las imágenes NIRCam del JWST y muestra significancia estadística en los perfiles de elipticidad y ángulo de posición.
• Estructura espiral: La galaxia presenta múltiples brazos espirales bien definidos que emergen de los extremos de la barra, una morfología clásica de las espirales barradas .
• Tasa de formación estelar: M1149-BSG-z5 se ubica en la secuencia principal de galaxias formadoras de estrellas para un corrimiento al rojo de z ~ 5, con una tasa de formación estelar (SFR) del orden de varias decenas a ~100 masas solares por año . La galaxia está formando estrellas activamente tanto en la región de la barra como en los brazos espirales.

Implicaciones evolutivas

La existencia de una espiral barrada completamente formada en z = 5,102 adelanta la época de formación de barras mucho más atrás de lo que predicen las simulaciones cosmológicas estándar . Este hallazgo desafía los modelos que sugerían que las barras necesitan varios miles de millones de años para formarse y estabilizarse en galaxias de disco. La galaxia parece estructuralmente madura —con un bulbo, una barra y un disco bien definidos— poco más de mil millones de años después del amanecer cósmico. Esto implica que el asentamiento de los discos y la formación de barras pueden ocurrir dentro de los primeros ~1–1,5 Gyr del universo .

Posibles mecanismos de formación

El estudio discute dos mecanismos principales para la formación temprana de la barra en M1149-BSG-z5 :

1. Inestabilidad gravitacional en sistemas dominados por bariones: En discos turbulentos y ricos en gas a alto corrimiento al rojo, las regiones centrales pueden volverse dominadas por bariones. Las inestabilidades gravitacionales rápidas en estos discos densos y fríos pueden impulsar la formación de barras en escalas de tiempo tan cortas como unos pocos cientos de millones de años, sin necesidad de un disco estelar maduro preexistente .

2. Entorno e interacciones de marea: M1149-BSG-z5 se encuentra dentro de una sobredensidad de galaxias: el campo de MACS J1149+2223 es un entorno de cúmulo conocido. Las interacciones de marea o fusiones menores con galaxias compañeras cercanas podrían haber desencadenado o acelerado la formación de la barra. La espectroscopía revela que la galaxia tiene un vecino cercano con un corrimiento al rojo similar, lo que respalda un posible escenario de interacción .

Los autores concluyen que la combinación de inestabilidad dominada por bariones e interacciones ambientales leves es la vía de formación más probable, y que la visión clásica de que las barras son un fenómeno de formación tardía (z < 1–2) ya no es sostenible, dados los múltiples descubrimientos del JWST de galaxias barradas en z > 3 .

Nota sobre el récord actual

M1149-BSG-z5 en z = 5,102 supera a los poseedores del récord anterior, como CEERS-2112 (z ≈ 3) y COSMOS-74706 (z ≈ 4), como la galaxia espiral barrada más distante confirmada hasta la fecha . El artículo se publicó en arXiv el 23 de junio de 2026 y, al momento de redactar esta nota, es un preprint que aún no ha sido completamente revisado por pares .