El telescopio Euclid revela datos sobre la evolución de las galaxias

El telescopio espacial Euclid de la ESA ha estado en el espacio por poco más de un año, investigando algunos de los misterios más profundos del cosmos. Al observar estructuras cósmicas a una distancia de hasta 10 mil millones de años luz, el observatorio busca trazar la evolución del universo, intentar limitar la influencia de la energía oscura y estudiar la morfología de las galaxias. En cuanto a las galaxias, Euclid intentará responder a la pregunta de por qué el universo contiene una variedad tan amplia de galaxias, caracterizadas por su tamaño, forma y colores.

Los astrónomos han cuestionado durante mucho tiempo si las morfologías de las diferentes galaxias están vinculadas y qué mecanismos evolutivos son responsables. Desde el primer Quick Data Release 1 (Q1) en marzo, los astrónomos ahora cuentan con un catálogo de más de un millón de grandes galaxias que podrían ayudar a abordar estas preguntas. Junto con sus compañeros, Maximilian Fabricius y Roberto Saglia del Max Planck Institute of Extraterrestrial Physics (MPE), llevaron a cabo un estudio que identificó algunos fenómenos astronómicos inusuales que están arrojando luz sobre cómo evolucionan las galaxias en nuestro universo.

Un siglo de estudio de galaxias ha enseñado a los astrónomos mucho sobre la diversidad de galaxias en nuestro universo, lo que llevó a esquemas de clasificación como la Secuencia de Hubble (también conocida como el "Tenedor Morfológico"). Este esquema categoriza las galaxias en cuatro tipos: elípticas, lenticulares, espirales e irregulares, según sus morfologías. Al mismo tiempo, los científicos utilizan clasificaciones como enanas, activas y "polvorientas" para describir sus colores y composiciones. Según este esquema, las galaxias comienzan su vida como sistemas en forma de disco, azules y formadores de estrellas que evolucionan hacia espirales, fusionándose eventualmente con otras para formar galaxias elípticas.

A medida que agotan su suministro de gas y polvo formadores de estrellas y las estrellas más grandes salen de su secuencia principal y se convierten en enanas rojas, las galaxias se oscurecen, se vuelven más rojizas y polvorientas. Determinar cómo las galaxias atraviesan este proceso evolutivo, y cómo su entorno (solo o en grandes cúmulos) influye en su forma y destino final, ha permanecido sin respuesta.

Gracias al amplio campo de visión y la aguda óptica de Euclid (que fueron construidas con contribuciones significativas del MPE), el telescopio espacial pudo captar imágenes de más de 1.2 millones de grandes galaxias con una profundidad y resolución excepcionales en su primer año. Aunque la liberación Q1 solo cubre aproximadamente 63 grados cuadrados de imágenes y catálogos (o alrededor del 0.5% del conjunto de datos total que la misión de seis años proporcionará), los datos ya han permitido una notable variedad de estudios que han demostrado las capacidades de Euclid y revelado fenómenos astronómicos raros.

Al examinar los datos de Q1, Fabricius y Saglia identificaron cientos de galaxias de tipo temprano que exhibían núcleos secundarios, que podrían ser las semillas de futuros binarios de agujeros negros supermasivos (SMBH). Fabricius comentó en un comunicado de prensa del MPE: "Euclid ofrece una combinación sin precedentes de nitidez y cobertura del cielo; mapeará todo el cielo extragaláctico. Por primera vez, podemos estudiar sistemáticamente cómo las formas y estructuras centrales de las galaxias se relacionan con su historia de formación a escalas verdaderamente cósmicas.

Los agujeros negros más masivos se encuentran en los centros de las galaxias elípticas gigantes y se cree que crecen principalmente a través de fusiones con otros agujeros negros supermasivos. Al detectar y analizar núcleos secundarios, Euclid nos permite explorar cómo estos enormes agujeros negros continúan creciendo y cómo su crecimiento influye en las galaxias que los albergan.

En otro estudio liderado por la Colaboración Euclid, co-dirigido por Dr. Christoph Saulder (un postdoctorado del MPE), los astrónomos identificaron una rara población de 65 galaxias que exhiben líneas de emisión altamente ionizadas. Estas firmas están típicamente asociadas con fenómenos extremos, como núcleos galácticos activos (cuásares), vientos estelares altos (frentes de choque) y estrellas masivas que han perdido sus capas externas (estrellas Wolf-Rayet). Estos hallazgos y otros publicados por el Consorcio Euclid están proporcionando información crucial sobre cómo se coalescen las galaxias, los mecanismos de retroalimentación energética y otros factores que moldean su evolución.

Gracias a su sensibilidad, Euclid también está revelando que los tipos más comunes de galaxias en el universo son las galaxias enanas, que típicamente eran demasiado tenues para estudiar en detalle. La sabiduría convencional sostiene que las espirales más grandes se forman a partir de la fusión de galaxias enanas, como lo evidencia la interacción de la Vía Láctea con sus pequeños vecinos más cercanos: las Nubes de Magallanes (SMC/LMC) y la Galaxia Enana de Can Mayor.

Euclid ya está revelando cosas interesantes sobre estas estructuras, incluyendo sus morfologías (58% elípticas, 42% irregulares) y la presencia de núcleos compactos azules o cúmulos globulares en algunos de ellas.

Una vez que Euclid haya completado su misión nominal de seis años, se espera que revele mucho más sobre la dinámica que da forma a las galaxias, incluyendo cómo nacen nuevas estrellas, interacciones y colisiones galácticas, y cómo se forman los agujeros negros e influyen en la formación estelar.