Astrónomos revelan la historia de 12 mil millones de años de una galaxia lejana

Un equipo de astrónomos liderado por el Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian logró un avance significativo al desentrañar la historia de una galaxia más allá de la Vía Láctea mediante su composición química. Este método, conocido como arqueología galáctica, examina las firmas químicas en el espacio para revelar cómo se forman y evolucionan las galaxias a lo largo del tiempo.

La investigación, publicada en Nature Astronomy, introduce un enfoque innovador para estudiar el desarrollo de galaxias distantes y establece un nuevo campo denominado "arqueología extragaláctica". La autora principal, Lisa Kewley, profesora en Harvard y directora del Centro de Astrofísica, expresó: "Es la primera vez que se utiliza un método de arqueología química con tal nivel de detalle fuera de nuestra propia galaxia. Queremos entender cómo llegamos hasta aquí. ¿Cómo se formó nuestra Vía Láctea y cómo terminamos respirando el oxígeno que estamos respirando ahora?".

Estudio de NGC 1365 a través de pistas químicas

Para llevar a cabo el estudio, los investigadores utilizaron observaciones del survey TYPHOON, realizadas con el telescopio Irénée du Pont en el Observatorio Las Campanas. Se centraron en la galaxia NGC 1365, una espiral cercana cuya amplia estructura se orienta hacia la Tierra, ofreciendo una vista clara. Esto permitió a los científicos profundizar y analizar regiones individuales donde se están formando estrellas activamente.

Las estrellas jóvenes y calientes emiten intensa radiación ultravioleta, que energiza el gas circundante, explica Kewley. A medida que esto ocurre, elementos como el oxígeno producen líneas de luz estrechas y distintivas que pueden ser medidas. Se sabe que los centros de las galaxias tienden a ser más ricos en elementos pesados como el oxígeno, mientras que las regiones exteriores contienen menos. Estos patrones son moldeados por varios procesos, incluyendo cuándo y dónde se formaron y explotaron estrellas como supernovas, cómo el gas se movió dentro o fuera de la galaxia y las interacciones con otras galaxias en el pasado.

Rastreo de 12 mil millones de años de evolución galáctica

Al mapear cómo varían los niveles de oxígeno en NGC 1365 y comparar esas observaciones con simulaciones avanzadas del Proyecto Illustris, el equipo reconstruyó cómo se desarrolló la galaxia a lo largo de 12 mil millones de años. Estas simulaciones rastrean el movimiento del gas, la formación de estrellas, la actividad de agujeros negros y los cambios químicos desde poco después del Big Bang hasta la actualidad.

Los investigadores examinaron alrededor de 20,000 galaxias simuladas y identificaron una que coincidía estrechamente con NGC 1365. Esta comparación les permitió reconstruir la probable historia de crecimiento y fusiones de la galaxia. Los hallazgos indican que la región central se formó rápidamente y se enriqueció con oxígeno, mientras que las regiones exteriores se construyeron gradualmente a lo largo de miles de millones de años a través de repetidas fusiones con galaxias enanas más pequeñas. Los brazos espirales exteriores probablemente se formaron más recientemente y fueron alimentados por gas y estrellas traídas durante estas interacciones.

El astrónomo Lars Hernquist, profesor de astrofísica en Harvard, comentó: "Es muy emocionante ver que nuestras simulaciones coinciden tan de cerca con los datos de otra galaxia. Este estudio muestra que los procesos astronómicos que modelamos en computadoras están moldeando galaxias como NGC 1365 a lo largo de miles de millones de años".

Una nueva herramienta para entender la formación de galaxias

En general, los resultados sugieren que NGC 1365 comenzó como una galaxia relativamente pequeña y creció gradualmente hasta convertirse en una espiral masiva a través de múltiples fusiones con vecinos más pequeños. Kewley destacó cómo las firmas químicas en el gas de una galaxia pueden ser utilizadas para descubrir su pasado, estableciendo la arqueología extragaláctica como un enfoque poderoso y novedoso.

Este estudio también podría tener implicaciones sobre cómo se forman las galaxias. Al estudiar galaxias como NGC 1365, que comparte similitudes con la Vía Láctea, los astrónomos pueden determinar si la historia de nuestra propia galaxia es típica o inusual y entender mejor los diferentes caminos que pueden tomar las galaxias a medida que evolucionan. Kewley planteó preguntas clave: "¿Todas las galaxias espirales se forman de manera similar? ¿Existen diferencias en su formación? ¿Dónde se distribuye su oxígeno ahora? ¿Es nuestra Vía Láctea diferente o única de alguna manera?".

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