Descubren cómo se formaron las galaxias ‘muertas’ del universo temprano

Artículo publicado el 22 de mayo de 2013 en IAC

Un equipo internacional, en el que han participado investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de La Laguna (ULL), ha observado la formación de una galaxia muy lejana a partir de la fusión violenta de otras dos

Los datos, obtenidos por telescopios espaciales de la NASA y la ESA y telescopios terrestres, contradicen la teoría más común que explica la formación de las galaxias muy masivas a partir de la incorporación de otras más pequeñas a lo largo del tiempo.

Cuando el universo tenía tres o cuatro mil millones de años estaba ya poblado por galaxias elípticas masivas y rojizas formadas por viejas estrellas. La comunidad científica le ha dado muchas vueltas a la cuestión de si estas galaxias se formaron lentamente a lo largo del tiempo mediante la incorporación de galaxias más pequeñas (el modelo más popular y aceptado) o si lo hicieron rápidamente a partir de poderosas colisiones entre dos galaxias grandes. Un estudio, que aparece publicado en el último número de la revista Nature, señala que es este último modelo de grandes colisiones violentas y fusiones masivas el generador de las galaxias rojas ‘muertas’. No parece que en la juventud del universo reinara la calma.

HXMM01

HXMM01 Crédito: ESA/NASA/JPL-Caltech/UC Irvine/STScI/Keck/NRAO/SAO

El observatorio espacial Herschel, una misión de la ESA (la Agencia Espacial Europea) con participación de la NASA, tomó imágenes a través de grandes nubes de polvo de una fusión muy poco frecuente de dos galaxias masivas. Los estudios sucesivos realizados gracias a varios telescopios espaciales y terrestres, entre ellos el telescopio espacial Hubble y el telescopio William Herschel, del Observatorio del Roque de los Muchachos, en la isla de La Palma, cuentan la historia de dos lejanas galaxias entrelazadas que fabrican estrellas frenéticamente. Finalmente, se espera que la pareja se asiente y se convierta en una sola galaxia elíptica supergigante.

“Estamos mirando a una fase anterior en la vida de las galaxias rojas y muertas, una explosión adolescente de actividad que no dura mucho”, ha dicho el director del estudio, Hai Fu, de la Universidad de California (Irvine).

“Estas galaxias fusionadas están explotando, formando nuevas estrellas y se encuentran completamente cubiertas por polvo”, señala Ismael Pérez Fournon, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), profesor de la Universidad de la Laguna y coautor del trabajo. “Sin los detectores sensibles al infrarrojo lejano del instrumento SPIRE de Herschel, no habríamos sido capaces de ver a través del polvo la acción que tenía lugar detrás”, detalla.

El efecto ‘lente’ de las galaxias

En el nuevo estudio, Herschel fue usado para identificar las galaxias que chocaban entre sí, llamadas HXMM01, localizadas a unos 11 mil millones de años luz, en un tiempo en el que nuestro universo tenía unos tres mil millones de años. Al principio los astrónomos pensaron que los dos objetos eran, de hecho, varias imágenes amplificadas, como en un espejo, de una sola galaxia. El efecto ‘lente’ producido por otras galaxias en el camino de la luz emitida por las galaxias rojas lejanas es bastante común en astronomía y se produce cuando la gravedad de una galaxia en primer plano ‘dobla’ la luz procedente de un objeto más distante. Después de una meticulosa investigación, no obstante, el equipo se dio cuenta de que en realidad estaban mirando a dos galaxias masivas fusionándose.

Las caracterizaciones de la pareja en colisión revelaron que estaban generando el equivalente a 2000 soles al año. Por comparación, la Vía Láctea ‘incuba’ entre dos y tres soles al año. El número total de estrellas de los dos cuerpos observados es de unos 400 mil millones de soles. Las fusiones son bastante comunes en el cosmos, pero este evento en particular es más inusual, dada las prolíficas cantidades de gas y estrellas en formación, y la gran intensidad de la fusión en una época tan distante.

Según destaca la investigadora del IAC y coautora del estudio, Paloma Martínez Navajas, “las observaciones realizadas con el instrumento LIRIS del telescopio William Herschel ayudaron a determinar la gran masa estelar de las dos galaxias lejanas”. “Los telescopios de tamaño mediano con instrumentación infrarroja siguen siendo fundamentales en estos estudios”, añade.

Toda la labor de Herschel, a disposición de la comunidad científica

Estos resultados se publican poco después de que el 29 de abril de 2013 el observatorio espacial Herschel acabara su misión al terminarse el helio que permitía enfriar sus tres instrumentos. Herschel fue lanzado al espacio, junto con el satélite Planck, el 14 de mayo de 2009. En estos cuatro años, Herschel ha realizado unas 35 000 observaciones de 600 programas científicos durante más de 25 000 horas de observación. También ha dado lugar a más de 600 publicaciones científicas.

La mayor parte de los datos astronómicos obtenidos están ya disponibles libremente para su explotación científica en el archivo de Herschel y serán utilizados por la comunidad científica internacional en las próximas décadas. Hasta el año 2022, por lo menos, no existirá ningún otro observatorio espacial operando en el rango de Herschel.


Fecha Original: 22 de mayo de 2013
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Comments (6)

  1. Apodemus

    Posiblemente dentro de millones de años, La Vía Láctea y Andrómeda también chocarán y se fusionarán en una sola galaxia. ¿Será este encuentro también violento, o diferente al desrito en este artículo?

  2. Lidia Perez

    El Científico Mexicano Dolores Javier Sánchez González en su laboratorio de Biología Celular demostró con un equipo multidisciplinario de investigación con otros colegas científicos de la UNAM y del Laboratorio de Neuroquímica del Instituto Nacional de Pediatría que el árnica protege al hígado y a otros órganos del daño ocasionado por tetracloruro de carbono, un gran avance que podría proteger a los pacientes que padecen enfermedades hepáticas como esteatosis, hepatitis crónico y cirrosis
    Los artículos son:
    Hepatoprotective effect of acetonic and methanolic extracts of Heterotheca inuloides against CCl(4)-induced toxicity in rats.
    Exp Toxicol Pathol. 2011 May;63(4):363-70.

    y

    Acetonic and Methanolic Extracts of Heterotheca inuloides, and Quercetin, Decrease CCl(4)-Oxidative Stress in Several Rat Tissues.
    Evid Based Complement Alternat Med. 2013;2013:659165.

  3. Es bastante alentador que se puedan descubrir nuevas posibilidades de cómo fueron, en realidad, la formación de las galaxias y, lo que aquí nos cuentan podría ser uno de los caminos plausibles para ello.

    Lo cierto es que, la formación de las galaxias hace tiempo que trae de cabeza a los astrónomos y astrofísicos que no encuentran una explicación autosuficiente para explicarlo y, lo que nos dicen en el artículo de arriba es una probabilidad, nada se puede afirmar… todavía.

    Las galaxias, no pudieon comenzar a formarse hasta después de que radiación y materia se desparejan y otra solución que se sugiere sola, el empujón al colapso gravitatorio mediante concentraciones de masa o cualquier otro procedimiento físico, tal como la turbulencia en las nubes de gas después de la formación de los átomos. Pero ¡ay!, esta línea de argumentación nos lleva hasta una tercera reconsideración del problema en el que finalizamos aceptando que, las turbulencias tampoco sirven.

    El “impulso a través de turbulencia” es una idea simple, cuyas primeras versiones fueron aireadas allá por los años 50. El postulado es este:

    “cualquier proceso tan violento y caótico como las primeras etapas del Big Bang no sería como un río profundo y plácido, sino como una corriente de montaña, llena de espumas y turbulencias”.

    En este flujo caótico podemos esperar encontrar remolinos, vórtices de gas. En esta teoría, un remolino es en efecto una concentración de masa del tipo Jeans, presionando sobre la materia que le rodea a causa de la atracción gravitatoria.

    Si el remolino es del tamaño necesario, puede reunir una masa del tamaño de una galaxia antes de que tenga una posibilidad de disiparse. Para entonces esa masa sería suficientemente grande, de forma que se mantendría unida por la fuerza de la gravedad cuando pase el remolino.

    Está bien, pero existen algunas dificultades. En primer lugar, un remolino que se forma antes de la marca de los 500.000 años es todavía una concentración de masa, y como cualquier otra concentración de masa será destruída por la presión de la radiación. Por consiguiente, los turbulentos remolinos que sirven como núcleos de concentración para las galaxias deben acceder a la existencia después de la aparición de los átomos.

    Galaxias en proceso de formación…¡NO se han encontrado ninguna! A pesar de la enorme técnica y sofisticación de los aparatos con que contamos para la observación del cosmos, no se ha podido encontrar ninguna a protogalaxia cercana, lo cual indica que todas o la mayoría de las galaxias se formaron hace mucho tiempo. Y, lo que nos cuentan hoy, podría ser… ¡Una esperanza!

    Lo que esto significa es que los remolinos que se forman justo después de la congelación atómica son los que más probablemente conducirán a las galaxias, porque son los que tienen más tiempo para recoger materia. Si estos remolinos son del tamaño necesario, podrían realmente producir galaxias como las que hemos podido observar con nuestros telescopios. Sólo tendríamos que suponer que hubiera remolinos del tamaño de galaxias (o próximos a ellas) presentes en el momento de la congelación.

    Con todo, las teorías de formación de las galaxias nos plantean un extraño tema filosófico. Podemos mirar las galaxias visibles, extrapolar hacia atrás en el tiempo y proponer un conjunto de turbulentos remolinos que las produzcan, o, como es el caso, fusión de galaxias. Esto no resuelve el problema, sólo plantea la vieja cuestión de otro modo.

    En lugar de preguntas: “¿Por qué las galaxias son como son?”, preguntamos “¿Por qué eran los remolinos como eran?” Y, seguimos sin avanzar en el problema de saber como se formaron las galaxias.

    La gravedad es la gran fuerza estabilizadora del universo. Nunca lo abandona del todo; siempre está actuando, tratando de unir pedazos de materia. En cierto sentido, la historia entera del universo se puede pensar como un último y fútil intento de superar la gravedad. Sería asombroso, dada la naturaleza universal de la fuerza gravitatoria, que no hubiera desempeñado un papel importante en la formación de las galaxias.

    Claro que, a todo esto, una pregunta nos atormenta:

    ¿Cómo pudieron formarse las galaxias a pesar de la expansión de Hubble? Había allí alguna fuerza misteriosa que tiraba de la materia en un espacio en expansión para que las galaxias se pudieran formar?

    De momento, nadie lo sabe y, se sigue investigando.

    Saludos.

    Tampoco las galaxias han tenido tiempo para formar cúmulos, y, sin embargo, ahí están. ¿Qué sabemos de los enigmas del Universo? En realidad, vamos sabiendo algo pero, lo cierto es que, son muchas más las preguntas que las respuestas.

  4. En el mismo comienzo parece que hay afirmaciones que pudieran ser contradictorias:

    “Cuando el universo tenía tres o cuatro mil millones de años estaba ya poblado por galaxias elípticas masivas y rojizas formadas por viejas estrellas. La comunidad científica le ha dado muchas vueltas a la cuestión de si estas galaxias se formaron lentamente a lo largo del tiempo mediante la incorporación de galaxias más pequeñas (el modelo más popular y aceptado) o si lo hicieron rápidamente a partir de poderosas colisiones entre dos galaxias grandes. Un estudio, que aparece publicado en el último número de la revista Nature, señala que es este último modelo de grandes colisiones violentas y fusiones masivas el generador de las galaxias rojas ‘muertas’. No parece que en la juventud del universo reinara la calma.”

    No es posible que galaxias nuevas estén formadas por estrellas viejas, y, hasta donde sabemos, las estrllas se vuelven viejas cuando gastan su combustible neclear y tienen que salir de la secuencia pricnipal, al dejar de brillas, es decir, de fusionar unos elementos en otros y, en 4,000 millones de años… no pueden morir las estrellas normales y sólo las masivas, pueden hacerlo. Lo que nos levaría a pensar que están hablando de galaxias formadas sólo por estrellas masivas.

    Parece un desatino que no está bien documentado ni motivo de manera suficientemente consistente en el plano científico como debería estar. Todo parece un gran conjetura de lo que podría ser.

    Lo cierto es que, cuando se toca ese tema de la formación de las galaxias, los Astrónomos y Cosmólogos, suelen mirar hacia otro lado, ninguno sabe darnos una explicación de cómo pudieron hacerlo, a pesar de la expansión de Hubble.

    Sería lógico pensar que, la expansión de hubble tendría que haber dispersado aquella materia primera por el espacio interestelar sin dar tiempo para que se juntara y formara la galaxias, y, sin embargo, la formaron.

    Eso nos lleva a ,pensar en el viejo pensamiento de los clásicos griegos que creían en la existencia de una “sustancia cósmica” que ellos llamaban Ylem, estaba por todas partes, lo impregnaba todo, y fue la primera clase de materia que existió en el Universo, de hecho, aunque su estado era el de invisibilidad y no emitía radiación, en realidad era la precursora, el primer paso por decirlo de alguna manera, de la materia bariónica que luego surgiría.

    Pues bien, esa “materia invisible”, esa sustancia cósmica o Ylem, sí generaba fuerza gravitatoria y, de esa manera, se pudo retener a la materia existente para que formaran las galaxias.

    Claro que, nunca oí de galaxias muertas con estrellas de 4.000 millones de años muertas en la mitad de sus vidas.

    ¡Qué cosas!

  5. No creo ni en Galaxias muertas ni en “materia inerte” y, cada cosa en el Universo, está ocupando el estado que le ha tocado adoptar en el tiempo. Nosotros ahora somos seres pensantes y mañana, podremos estar formando parte del lecho de un río cantino, de una nevada montaña, o, ¿por que nó? ser parte de átomos que están girando en un púlsar.

    También podríamos ser fuentes de luz que, desposeídos de la cvarga del cuerpo, pudierámos conectar más estrechamente con el Universo y, entonces, no tendríamos que hacer más preguntas, toda vez que, al fín, hemos ido a formar parte de lo que somos: ¡Universo pensante!

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