El movimiento estelar, la clave

Luces sobre la evolución de más de 300 galaxias

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Con el proyecto CALIFA, que realiza un muestreo desde el Observatorio de Calar Alto, España, Sebastián Francisco Sánchez, del Instituto de Astronomía, indaga cómo nacieron y se desarrollaron esas gigantescas estructuras cósmicas

Patricia López, 12 de marzo de 2018

Un grupo internacional de científicos, encabezados por Sebastián Francisco Sánchez Sánchez, del Instituto de Astronomía (IA), ha reconstruido la evolución de más de 300 galaxias por medio del movimiento de sus estrellas.

Lo anterior lo ha logrado con el proyecto CALIFA (acrónimo de Calar Alto Legacy Integral Field spectroscopy Area survey), el cual genera una mirada panorámica y realiza un muestreo de estas gigantescas estructuras cósmicas desde el Observatorio de Calar Alto, ubicado en España.

En México, desde el IA, Sánchez dirige esta investigación científica única, cuyos más recientes resultados fueron publicados en la revista Nature Astronomy.

Imagen creada a partir de la emisión del gas en una galaxia con órbitas ordenadas, obtenida mediante la técnica usada por el proyecto CALIFA. Los grumos muestran las zonas donde se están formando estrellas jóvenes.

Análisis de órbitas estelares

Imagen similar a la anterior, pero en el caso de una
galaxia con órbitas desordenadas. El gas está
ionizado debido a la presencia de estrellas viejas.

Imágenes: cortesía de Francisco Sánchez.

Así como el Sol se mueve alrededor de nuestra galaxia (la Vía Láctea), todas las estrellas dentro de las diferentes galaxias se mueven en órbitas, explicó el astrónomo.

Esas órbitas pueden estar todas en un mismo plano, siguiendo una rotación casi circular y ordenada que forma los discos de las galaxias, o pueden tener movimientos más desordenados, con órbitas que entran y salen de ese disco, formando diferentes lazos, que en conjunto se ven sin orden.

Al comparar una fracción de estrellas con distintos tipos de órbitas, Sánchez y sus colegas han podido reconstruir la evolución de más de 300 galaxias, mediante el movimiento de sus estrellas.

“El descubrimiento consiste en que las galaxias menos masivas, que tienen estrellas más jóvenes y que forman nuevas son las que tienen más órbitas ordenadas, mientras que las galaxias más masivas, con más estrellas viejas y menor formación de nuevas, presentan mayor número de órbitas desordenadas”, explicó.

Aunque esta información ya la sabían los expertos, con CALIFA la han comprobado. “Ésta es la primera vez que se ha podido cuantificar de forma precisa la fracción de estrellas que presenta un tipo de órbita u otro, pudiendo relacionar directamente las órbitas con la evolución de las galaxias”, detalló.

Este resultado, mencionó Sánchez, demuestra que el uso de la técnica de espectroscopía de campo Integral (IFS), implementada en CALIFA, es fundamental para comprender los procesos evolutivos que han dado lugar a las galaxias tal y como las observamos actualmente y que sucedieron a lo largo del tiempo de vida del universo.

Muestreo

CALIFA permite conocer las galaxias con gran nivel de detalle y aporta datos sobre la evolución de cada galaxia en el tiempo: indica cuándo y cuánto gas se convirtió en estrellas en cada etapa y cómo evolucionó cada región de la galaxia a lo largo de 10 mil millones de años.

Con los datos que han obtenido gracias al CALIFA, los investigadores han podido extraer la historia de la evolución en masa, brillo y elementos químicos de la muestra de galaxias. Han comprobado que las más masivas crecen más rápido que las menores, y que lo hacen de adentro hacia afuera, formando las regiones centrales en primer lugar.

También se han obtenido resultados sobre cómo se producen, dentro de las galaxias, los elementos químicos necesarios para la vida, o sobre los fenómenos involucrados en las colisiones galácticas. Incluso ha podido observarse directamente la última generación de estrellas que se ha creado y que aún se encuentra dentro de su nido de formación.

En esta iniciativa, única en el mundo, colaboró con Sánchez la estudiante de doctorado Ling Zhu, del Instituto Max Planck de Astronomía. “Ella fue quien empujó este estudio dentro del proyecto CALIFA, lo que demuestra que si se tiene clara una idea, hay que trabajar para hacerla realidad. Es un ejemplo para otros alumnos”, finalizó Sánchez Sánchez.

1) Modelo de superposición de órbitas de una galaxia, 2) observaciones hechas con el telescopio del proyecto Sloan Digital Sky Survey (SDSS) y 3) mapas de velocidad media y dispersión efectuadas con CALIFA.