Mexicano reconstruye la evolución de 300 galaxias a través del movimiento de las estrellas

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

Esto lo ha logrado con el proyecto CALIFA (acrónimo de Calar Alto Legacy Integral Field spectroscopy Area survey), el cual genera una mirada panorámica de las galaxias 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 única, cuyos más recientes resultados se han publicado en la revista Nature Astronomy.

Análisis de órbitas estelares

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, indicó el astrónomo.

Estas órbitas pueden estar 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, con estrellas más jóvenes y que forman estrellas 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. “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.

En función de cuántas estrellas estén en unas órbitas o en otras, las galaxias se pueden ordenar de acuerdo a su evolución. “Las más viejas tienen órbitas más desordenadas, y podemos ponerle un número”. A partir de ahora, los astrónomos que hagan evolución de galaxias tendrán que reproducir estos resultados.

Esto 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 tuvieron lugar a lo largo del tiempo de vida del Universo, expuso Sánchez.

El muestreo de CALIFA

CALIFA permite conocer las galaxias con gran detalle, y aporta datos sobre la evolución de cada una 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 de este proyecto, 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 con mayor rapidez 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 formado y que aún se encuentra dentro de su nido de formación.


Dos técnicas de observación

CALIFA combina las ventajas de las dos técnicas de observación: la toma de imágenes, que aporta información detallada sobre la estructura galáctica, y la espectroscopía, que revela las propiedades físicas de las galaxias (cinemática, masa, composición química y edad). Con la tecnología IFS, que toma unos mil espectros por galaxia, se ha logrado una visión panorámica de estas estructuras.

En este proyecto, único 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 hacer el proyecto. Es un ejemplo para otros estudiantes”, finalizó.

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